(57)【要約】  本発明は、未濾過液用の入口と濾液用の出口をと有するプレコートフィルタの濾過ケーキの多孔度を調節する方法に関する。この方法は、濾過助剤が添加されている未濾過液の流れをプレコートフィルタの入口を経由して供給するステップと、プレコートフィルタの出口から濾液の流れを引き抜くステップとを含み、引き抜かれた濾液の濁度が、制御ユニットによって測定され濁度の少なくとも１つの閾値と比較され、プレコートフィルタの未濾過液側と濾液側との間の圧力差は、制御ユニットによって、供給される流れの体積流量が測定済み濁度と少なくとも１つの閾値の比較の結果に応じて調整されることで調節される。また、本発明は、ビール等を濾過するための、プレコートフィルタ用の、セルロース繊維やビスコース繊維を含む濾過助剤、かかる濾過助剤を使用してビールを濾過または安定化する方法に関する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
未濾過液用の少なくとも１つの入口（１１４ａ、１１４ｂ）と、濾液用の少なくとも１つの出口（１１８）とを有するプレコートフィルタの濾過ケーキの多孔度を調節する方法であって、
濾過助剤が添加されている未濾過液の流れを前記プレコートフィルタの前記入口（１１４ａ、１１４ｂ）を経由して供給するステップと、
前記プレコートフィルタの前記出口（１１８）から濾液の流れを引き抜くステップと
を含む方法において、
前記引き抜かれた濾液の濁度が、制御ユニット（１３０）によって測定され前記濁度の少なくとも１つの閾値に対して比較されること、および
前記プレコートフィルタの前記未濾過液側と前記濾液側との間の圧力差が、前記制御ユニット（１３０）によって、前記供給される流れの体積流量が前記少なくとも１つの閾値に対する前記測定済み濁度の前記比較の結果に応じて調整されることで調節されること
により特徴付けられる、方法。
【請求項２】
前記濾過助剤が圧縮性濾過助剤であり、特に、ビスコースおよび／またはセルロースを含む、またはビスコースおよび／またはセルロースからなる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記体積流量が、前記プレコートフィルタの前記未濾過液側と前記濾液側との間の圧力差がゼロに等しくない下側閾値以上となるように前記制御ユニット（１３０）によって調整される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記制御ユニット（１３０）が、前記測定された濁度が上側閾値を超えたときに前記圧力差の目標値を上げる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記制御ユニット（１３０）が、前記測定された濁度が下側閾値を下回ったときに前記圧力差の目標値を下げる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記圧力差の前記調節が、濾過および／または安定化されるべき前記流体、特にビールの前記体積流量を増加または減少させることによって行われる、請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
前記圧力差の前記調節が、濾液を前記プレコートフィルタの前記入口（１１４ａ、１１４ｂ）に戻すことによって少なくとも部分的に、特に完全に行われる、請求項４または５に記載の方法。
【請求項８】
前記圧力差の前記調節が、濾液を完全に戻すことによって、特に前記測定された濁度が濁度の上側閾値を下回るまで行われる、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記プレコートフィルタが、未濾過液空間（１１２）を有する濾過タンク（１１０）と、前記未濾過液空間に配置された複数のフィルタエレメント（１１６）、特にフィルタキャンドルと、未濾過液用の少なくとも１つの上部入口（１１４ａ）および少なくとも１つの下部入口（１１４ｂ）とをさらに備え、
濾過助剤が添加されている前記未濾過液の流れが、前記下部入口（１１４ｂ）ならびに前記上部入口（１１４ａ）の両方を経由して少なくとも一時的に供給される、または専ら前記上部入口（１１４ａ）を経由して少なくとも一時的に供給される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記圧力差が最大圧力値を下回っている限り、前記供給された流れの前記体積流量の増加だけが起こる、請求項４〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
流体、特にビールの濾過および／または安定化のためのプレコートフィルタシステムであって、
未濾過液用の少なくとも１つの入口（１１４ａ、１１４ｂ）を有する濾過タンク（１１０）と、
未濾過液空間（１１２）と、
前記未濾過液空間に配置された複数のフィルタエレメント（１１６）と、
濾液用の少なくとも１つの出口（１１８）と
を備えるプレコートフィルタシステムにおいて、
前記濾液の濁度を測定するように構成された測定装置（１２０）と、
前記濁度の少なくとも１つの閾値に対して前記測定された濁度を比較するよう構成されると共に、前記入口（１１４ａ、１１４ｂ）を経由して供給される濾過助剤、特に圧縮性濾過助剤が添加されている未濾過液の体積流量が、前記少なくとも１つの閾値に対する前記測定された濁度の前記比較の結果に応じて調整されることで前記プレコートフィルタシステムの前記未濾過液側と前記濾液側との間の圧力差を調節するように構成された制御ユニット（１３０）と
を備えることを特徴とする、プレコートフィルタシステム。
【請求項１２】
前記入口内に制御可能なポンプ（１６４）をさらに備え、
前記制御ユニット（１３０）が、前記測定された濁度が上側閾値を上回ったときに前記ポンプ（１６４）のポンプ性能を高めるようになされる、請求項１１に記載のプレコートフィルタシステム。
【請求項１３】
前記入口までの濾液用の戻りライン（１７０）と、前記濾液の少なくとも一部が前記戻りライン（１７０）を経由して前記入口に戻され得るように構成された制御可能な弁（１７４）とをさらに備え、
前記制御ユニット（１３０）が、前記測定された濁度が前記上側閾値を上回ったときに前記戻される濾液の体積流量を増加させるように構成されている、請求項１２に記載のプレコートフィルタシステム。
【請求項１４】
前記濾過タンク（１１０）が未濾過液用の少なくとも１つの上部入口（１１４ａ）および少なくとも１つの下部入口（１１４ｂ）を備え、前記制御ユニット（１３０）は、濾過助剤が添加されている前記未濾過液の流れが、前記下部入口（１１４ｂ）と前記上部入口（１１４ａ）の両方を経由して少なくとも一時的に送出される、または専ら前記上部入口（１１４ａ）を経由して一時的に送出されるように構成されている、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載のプレコートフィルタシステム。
【請求項１５】
前記フィルタエレメント（１１６）がフィルタキャンドルであり、前記フィルタキャンドルがそれぞれ、フィルタ本体（４８０）と、前記フィルタ本体（４８０）の内部空間に配置された内側本体（４８４）と、前記フィルタ本体（４８０）と前記内側本体（４８４）との間に形成された少なくとも１つの濾液チャネル（４８６）とをさらに備え、
前記内側本体（４８４）が略管状になるように形成され、前記内側本体（４８４）が少なくとも１つの濾液出口（４９２）を備え、前記内側本体（４８４）が、前記内側本体（４８４）の長手方向軸線に沿った少なくとも２箇所に配置された２つの周囲に配置された開口（４９４ａ〜４９４ｃ）をさらに備え、前記開口（４９４ａ〜４９４ｃ）が、濾液が前記濾液チャネル（４８６）から前記内側本体（４８４）の内部空間（４８５）に入ることができるように形成されている、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載のプレコートフィルタシステム。
【請求項１６】
液体食品および飲料、特にビール、または前記液体食品および飲料の原材料および中間物を濾過するためのプレコートフィルタ（１）用の濾過助剤（１１）において、セルロース繊維およびビスコース繊維を含むことを特徴とする、濾過助剤（１１）。
【請求項１７】
前記濾過助剤（１１）が、少なくとも９０％までもしくは９５％もしくは９８％が、または略完全に、前記セルロース繊維および前記ビスコース繊維からなる、請求項１６に記載の濾過助剤（１１）。
【請求項１８】
前記濾過助剤（１１）のセルロース繊維の割合が６０％〜９５％、特に７５％〜８５％である、請求項１６または１７に記載の濾過助剤（１１）。
【請求項１９】
前記セルロース繊維の平均繊維長が２０μｍ未満、特に１５μｍ〜２０μｍである、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の濾過助剤（１１）。
【請求項２０】
前記ビスコース繊維の平均繊維長が５０μｍ〜３００μｍである、請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の濾過助剤（１１）。
【請求項２１】
飲料、特にビールの濾過または安定化のためのプレコートキャンドルフィルタ（１）、プレコートディスクフィルタ、プレコートフレームフィルタ、または水平フィルタに、請求項１６〜２０のいずれか一項に記載の前記濾過助剤（１１）を使用すること。
【請求項２２】
ビールを濾過または安定化する方法であって、
プレコートフィルタ（１）、特にプレコートキャンドルフィルタ（１）を設けるステップと、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の濾過助剤（１１）を前記プレコートフィルタ（１）のフィルタエレメント（１０）上にプレコーティングして濾過層を形成するステップと、
前記ビールを前記形成された濾過層に通すステップと
を含む方法。
【請求項２３】
前記濾過助剤（１１）を５００ｇ／ｍ２〜２１００ｇ／ｍ２、特に１７００ｇ／ｍ２〜１９００ｇ／ｍ２の量で基礎プレコーティングするステップをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記濾過層を通る流量が５ｈＬ／（ｍ２時）超、特に１０ｈＬ／（ｍ２時）超、特に１０ｈＬ／（ｍ２時）〜３０ｈＬ／（ｍ２時）であり、特に濾過の初めの出発状態として、１８０ｈＬ／（ｍ２時）超、特に２００ｈＬ／（ｍ２時）超、特に２００ｈＬ／（ｍ２時）〜２６０ｈＬ／（ｍ２時）、さらに特に２２０ｈＬ／（ｍ２時）〜２４０ｈＬ／（ｍ２時）から選択される、請求項２２または２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記濾過で得られた濾液の一部が、濾過または安定化されるべき前記ビールの体積流量に再び戻される、請求項２２、２３または２４に記載の方法。
【請求項２６】
ビスコース繊維とセルロース繊維のブレンドの選択が、濾過または安定化されるべき前記ビールの酵母細胞の数に応じて行われる、請求項２２〜２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
ａ）濾過または安定化されるべき前記ビールが１ミリリットル当たり５百万個未満の酵母細胞を有し、前記ビスコース繊維の平均繊維長が１００μｍ未満である、またはｂ）濾過または安定化されるべき前記ビールが１ミリリットル当たり７百万個超の酵母細胞を有し、前記ビスコース繊維の平均繊維長が２００μｍ超である、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記セルロース繊維の平均繊維長が１５〜２０μｍでありかつ／または前記セルロース繊維の割合が７５％〜８５％である、請求項２６または２７に記載の方法。
【請求項２９】
平均繊維長が１００μｍ未満のビスコース繊維を有する濾過助剤（１１）が使用される第１の濾過段階と、平均繊維長が２００μｍ超のビスコース繊維を有する濾過助剤（１１）が使用される、前記第１の濾過段階に続く第２の濾過段階とを有する、請求項２２〜２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３０】
特にビールの濾過または安定化のためのプレコートフィルタ、特にプレコートキャンドルフィルタまたは水平フィルタであって、
未濾過液空間（５）と、
少なくとも１つのフィルタエレメント（１０）、特にフィルタキャンドル（１０）と、
前記少なくとも１つのフィルタエレメント（１０）上に形成され、請求項１６〜２０のいずれか一項に記載の前記濾過助剤（１１）を含むまたは前記濾過助剤からなる濾過層と
を有する、プレコートフィルタ、特にプレコートキャンドルフィルタまたは水平フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレコートフィルタの濾過ケーキの多孔度を調節する方法ならびに流体、特にビールの濾過および／または安定化のためのプレコートフィルタに関し、さらに液体食品や飲料、特にビールなどの流体、ならびに流体の原材料および中間物を濾過するためのプレコートフィルタ用の濾過助剤に関する。加えて、本発明は、そのような濾過助剤を使用して（混濁または非安定化）ビールを濾過および／または安定化する方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
熟成工程の終わりに、ビールは様々な酵母および混濁粒子を含有しており、酵母および混濁粒子は、特に消費者期待（例えば、精錬）の目的でかつ保存の目的で濾過によって除去されることになる。この目的のために、混濁ビール、すなわち未濾過液は、濾過装置によって精錬濾液および残りの濾過残渣（濾過層）に分離される。
【０００３】
ビールを濾過または安定化するためにプレコートフィルタ、例えばプレコートキャンドルフィルタを使用することが知られている。プレコートキャンドルフィルタの濾過タンク内に複数のフィルタキャンドルが配置され、フィルタキャンドルは、いわゆるレジスタ上に取り付けられ、例えば天板から吊るされる。フィルタキャンドルはフィルタ本体を一般に有し、フィルタ本体は、例えば細いワイヤを備えることができ、ワイヤコイル相互間の間隙は濾液用の通路として役目を果たす。巻かれたワイヤは、自己支持するか巻かれたワイヤに付随する支持体によって保持されるかのどちらかである。濾過助剤が濾過されるべきビールに添加される。濾過助剤は、濾過運転の開始時に、フィルタ本体の外表面上に、一次プレコート層および安全層からなるプレコート層が形成されるようにプレコーティングされ、これは基礎プレコーティングと呼ばれる。一次プレコーティング（段階１）および安全層（段階２）は、基礎プレコーティングの段階１および段階２と呼ばれることもあり得る。基礎プレコーティングは１段階だけまたは３段階以上で行われることも考えられる。濾過プロセス中、濾過助剤は濾過されるべきビールに定期的に添加され、これは連続投与と呼ばれる。ビールの濾過用の主要な濾過助剤は焼成珪藻土（珪藻岩）である。しかしながら、焼成珪藻土はクリストバライトを含有している。クリストバライトの吸入は塵肺症を引き起こし得る。クリストバライトは、危険物質であるものとしても分類されるダストの形をとる。したがって、珪藻岩ダストは、厳格で複雑な安全対策を順守して扱われなければならない。加えて、珪藻岩は、特に処分上の理由で比較的高価な濾過助剤になる。これは、一部の国において濾過中に作られる珪藻岩スラッジは、監督を要する廃棄物として処分されなければならないからである。
【０００４】
他の濾過助剤は、欧州特許第１２４３３０２号明細書に言及されている。特に、セルロースを濾過助剤として使用する実験が行われている。独国特許出願公開第１０２００４０６２６１７号明細書は、濾過に使用されていた市販の天然セルロース繊維について記載している。使用されたセルロースの形態は、自然状態にある繊維である。天然セルロース繊維は一般に平坦な中空繊維である。乾燥しているとき、これらの繊維はリボン状であり、部分的に撚り合わされている。この種の典型的な繊維は、例えば、織物セクタ向けの綿繊維または紙生産用のパルプ繊維でもある。しかしながら、このセルロースの洗浄効果および経済的実行可能性は満足のいくものではなく、所望の濁度が確実には得られないことが多い。加えて、セルロースを濾過助剤として使用すると、濾過ケーキは比較的早く閉塞することになり得る。
【０００５】
国際公開第２０１５／０３６３７２号パンフレットは、随意に珪藻岩とブレンドされた再生セルロース繊維の使用を開示している。しかしながら、再生セルロース繊維を使用すると、ビールの濾過で得られる濁度に関する問題を必然的に伴い得る。特に、濾液の濁度が所望されるより高くなり、フィルタの性能が低すぎることで問題となるおそれがある。
【０００６】
したがって、本発明は、同様に優れた濾過性能を有するが、生産が安価でありかつ健康上の懸念のない濾過助剤を珪藻岩に代わるものとして提供するという目的に基づいている。
【０００７】
フィルタエレメントの濾液側では、出口に近づくにつれ局所的な流量が増大する。濾液の流れは、エレメントの未濾過液側に吸引効果を生じさせ、それによって、濾過助剤がフィルタエレメントの表面に、すなわち最大流量の場所に固定される。フィルタエレメントのこの箇所が覆われると、最大流量の局所位置が移動し、新しい箇所でも吸引効果を引き起こし、濾過助剤の堆積を引き起こす。この効果により、フィルタエレメントの全表面は、濾過助剤で徐々に覆われ、したがって均一なプレコート層を形成する。圧縮性濾過助剤の場合、通常は以前使用された濾過助剤の常として、プレコート層の収集の間に逆圧が高められることはほとんどない。その結果、流量は、フィルタエレメントが覆われている場所では一般的であるように減少せず、フィルタエレメントの自由表面で増大されず、したがってフィルタエレメント上には均一な濾過層は集積されない。
【０００８】
濾過中に圧縮性濾過助剤を使用する際の１つの難しさは、プレコート層ならびに濾過層の両方、すなわち濾過ケーキの圧縮性から生じる。上述のように、圧縮性濾過助剤は逆圧をほとんど生じさせないので、濾過ケーキの一定の圧縮が、流量を選択的に増大させることによってなされなければならない。一定の圧力差が得られているときだけ、圧縮性濾過ケーキが濾過特性を示す。流量がさらに増大すると、すなわち濾過ケーキを流れる量が増大すると、濾過ケーキは過度に圧縮されて、未濾過液側と濾液側との間の圧力差が過大になる。その結果、濾過層は、十分な濾過性能をもはや得ることができないよう、閉塞された状態になり得る。圧力差がさらに増大すると、混濁粒子が最終的に濾過層を通って押しやられ得る、または濾過層の穿孔が起こり、したがって効率的な濾過ができなくなる。
【０００９】
通常、濾過中の未濾過液の流入は、一様な濾液出力、すなわち単位時間当たりの濾液量が一定になるように制御される。しかしながら、これによれば、濾過プロセス中の濾過層の上の圧力差は持続的に成長する濾過ケーキのために増大することになる。圧力差のこのような増大は、珪藻岩を使用するときに略問題ないが、圧縮性濾過助剤を使用するときは、必要な基礎圧縮（上記参照）を超える濾過ケーキのさらなる圧縮をもたらし、それによって濾過ケーキの多孔度または浸透率、したがって濾過の保持能力または選択度は影響を受け得る。未濾過液中での固形物負荷に応じて、濾過ケーキにおける無制御の抵抗が調節中に一定の濾過出力になり、このことは過小なまたは過大な圧縮を引き起こす。その場合、濾過の効果、すなわち濾液の品質は制御不可能なものとなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明の目的は、濾過ケーキの多孔度を、特に圧縮性濾過助剤で調節する方法、ならびに濾過ケーキの多孔度の調節を可能にするプレコートフィルタを提供することである。多孔度を調節することにより、最長可能濾過サイクルにわたる十分に良い濾液品質が得られることになる。概略的に述べるならば、本発明は、プレコートフィルタの耐用年数を延ばすとともに、圧縮性濾過助剤の効率的使用を可能にするという目的に基づいている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
濾過方法およびフィルタ
上記の目的は、未濾過液用の少なくとも１つの入口および濾液用の少なくとも１つの出口を備えるプレコートフィルタの濾過ケーキの多孔度を調節する方法であって、濾過助剤が添加されている未濾過液の流れをプレコートフィルタの入口を経由して供給するステップと、プレコートフィルタの出口から濾液の流れを引き抜くステップと、を含み、引き抜かれた濾液の濁度が、制御ユニットによって測定され濁度の少なくとも１つの閾値と比較され、プレコートフィルタの未濾過液側と濾液側との間の圧力差は、例えば濁度の目標値を得るために、制御ユニットによって、供給される流れの体積流量が測定済み濁度と少なくとも１つの閾値の比較の結果に応じて調整されることで調節される、方法によって満たされる。
【００１２】
したがって、この方法は、濾過側で測定された濁度に応じて供給される未濾過液の体積流量を変化させることによる圧力差の変化を用いて濾過ケーキの多孔度または浸透率を調節するが、未濾過液は戻された濾液も含むことができる、またはその濾液からなることもできる。プレコートフィルタは従来技術でよく知られており、したがってここではさらに説明しないものとする。特にプレコートキャンドルフィルタがプレコートフィルタとして使用され得るが、プレコートディスクフィルタまたはプレコート層フィルタも使用され得る。プレコーティングは、フィルタエレメント、すなわちフィルタキャンドル、フィルタディスクまたはフィルタ層の配置に応じて垂直方向または水平方向に行うことができる。フィルタエレメントの表面上（未濾過液側）のプレコート層は、実際に濾過する前に基礎プレコーティングによって作られる。濾過中、濾過ケーキが、濾過助剤の連続添加によって基礎プレコート上に連続的に作られる。濾過中、濾過助剤に加えて濾過済み混濁物質も濾過ケーキを形成する。現在および以後、プレコート層および濾過層という用語は、濾過ケーキという用語と同義に用いられるものとする。これは常に、未濾過液側での濾過助剤および／または混濁物質の堆積を意味する。
【００１３】
濾過されるべき流体は、混濁または非安定化ビール、ワインまたはフルーツジュース（例えば、リンゴジュース）とすることができ、糖溶液とすることもできる。したがって、濾過および濾過の導関数という用語は、現在および以後、常に流体の（追加）安定化の可能性も含む。したがって、濾過助剤の代わりにかつ／または濾過助剤に加えて、流体、特にビールに安定化剤を添加することもできる。
【００１４】
プレコート濾過で典型的であるように、濾過助剤が添加されている未濾過液の流れが、プレコートフィルタのフィルタエレメントの一方の側、未濾過液側の少なくとも１つの入口を経由して供給され、フィルタエレメントの他方の側、濾液側では、濾液の流れが、濾過ケーキを通過してからプレコートフィルタの少なくとも１つの出口を経由して引き抜かれる。引き抜かれた濾液は、例えば、飲料用ビンや樽などの容器内に充填されるために次へ回され得る、または下記のように、未濾過液側に少なくとも部分的に戻され得る。したがって、未濾過液という用語は、現在および以後、常に混濁流体と戻された濾液を混合したものも含む。安定化が問題となっている場合、未濾過液という用語は安定化されるべき流体（例えばビール）を指す。
【００１５】
この方法によれば、濾液の濁度は、例えば、プレコートフィルタの出口で直ちに測定され、プレコートフィルタを介して圧力差を調節するための制御パラメータとして制御ユニットによって使用される。濾液の濁度は、光学的に、例えば散乱光センサまたは透明度センサで測定することができる。散乱光測定を用いて、濾液中の混濁物質の量は、例えば独国特許第１９７５１１８０号明細書に記載されているように、後方散乱された光強度に基づいて推定することができる。測定された濁度値は、当該センサによって連続的にまたは一定間隔の画定済み時間間隔でプレコートフィルタの制御ユニットに転送される。時間間隔は、濁度プロファイルに応じて自動的に適合され得る。さらに、測定された濁度値から濁度プロファイル、特に濁度の時間導関数を決定することが可能である。次いで、制御ユニットは、測定された濁度値および／または固有の導関数と濁度または導関数の少なくとも１つの閾値を自動的に比較することができる。
【００１６】
制御ユニットは、ディスプレイ、例えばタッチスクリーンを装備したプロセッサ装置、および／または流体固有の閾値を保存することができる記憶装置も備えることができる入力装置として形成することができる。例えば、様々な種類のビールの最大許容濁度の様々な閾値が様々な管理の形で保存され得る。しかしながら、この閾値は、許容水準を超える濁度に安全マージンを与えるために狭めることもできる。間隔は、濁度の設定値を中心に、特に、圧力差の変化が保証されない上側閾値および下側閾値として規定することができる。制御ユニットは、記憶装置から対応する閾値を読み取り、測定された濁度値とこれらの閾値を比較する。その結果に応じて、制御ユニットは、供給される未濾過液の体積流量を、例えば未濾過液用の制御可能なポンプを作動させることによって調整し、このことは未濾過液側と濾液側との間の圧力差に直接影響を与える。体積流量を増加させると、濾過ケーキを通過する流体の流量は自動的に増加する。これは、プレコートフィルタは通常は全量濾過で運転されるからである。流量が増加すると圧力差が大きくなり、それによって濾過ケーキの圧密化を引き起こし、それによって濾過層の多孔度、したがって浸透率（ダーシー値）がそれに応じて減少する。その結果、濾液の濁度の低下が起こる。
【００１７】
逆に、体積流量が減少すると流量が減少し、それによって圧力差も減少し、濾過ケーキの緩みまたは弛緩を引き起こし、それによって多孔度、したがって浸透率が増大する。その結果、濾液の濁度は上昇する。したがって、濾過ケーキの上の圧力差は、体積流量を調整することによって直接影響を受け得る。特に、体積流量は、圧力差の所定の目標値に到達するまで調整され得る。この調整は制御ユニットによって自動的に行うことができ、その場合、１つまたは複数の圧力センサが圧力差を決定するために使用され、それに応じて制御可能なポンプおよび／または制御可能な弁が、以下でより詳細に説明するように、体積流量を調整するために制御ユニットによって作動される。
【００１８】
したがって、本発明による方法は、圧力差を調節することにより濾液の濁度に直接影響を与えることを可能にする。特に、プレコートフィルタの耐用年数の間の圧力差は、濾液の濁度が常に最大許容濁度値を下回るように調節され得る。９０度散乱光測定で、かかる閾値は、例えば、淡いビールに関して１．０ＥＢＣとすることができる。最大許容濁度値は、濾過されるべきビールまたは流体の各種類によって異なることができる。従来のプレコート濾過とは異なり、未濾過液の流入は、単位時間当たりの所望の濾液量に応じて調節されるのではなく、測定された残留濁度に応じて調節される。このことは、濾液は常に許容濁度で引き抜かれることを確実することができる。上述した方法は、特に、圧縮性濾過助剤、例えばビスコースおよび／またはセルロースを含むもの、またはビスコースおよび／またはセルロースからなるものを使用する場合に成功している。珪藻岩とは対照的に、濾過ケーキ全体は、濾別された混濁物質だけでなく、圧縮性濾過助剤を使用する場合も圧縮性である。その結果、圧縮性濾過助剤で作られた濾過層の多孔度は、体積流量の上述の調節の影響をさらに大きく受け得る。
【００１９】
濾過助剤の圧縮性は、例えば、「Ｈａｎｄｂｕｃｈｓ  ｄｅｒ  ｍｅｃｈａｎｉｓｃｈｅｎ  Ｆｅｓｔ−Ｆｌｕｓｓｉｎｇ−Ｔｒｅｎｎｕｎｇ（機械的固液分離のハンドブック）」  Ｌｕｃｋｅｒｔ，Ｋ．（２００４；Ｅｓｓｅｎ：Ｖｕｌｋａｎ  ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  ｈｏｕｓｅ，ｐａｇｅ  １６０、Ｆｏｒｍｕｌａ  ８．６２）のセクション８．２．５に濾過ケーキとして略記述されているように、下記の式による固形押圧の関数としての濾過抵抗の数学的記述を用いて規定することができる。
ｒ／ｒ０＝（ｐｓ／ｐ０）ｎ
上式で、ｒ０は圧力ｐ０での濾過抵抗であり、ｐｓは固体材料スケルトンにかかる圧負荷であり、ｒは濾過ケーキの濾過抵抗、したがってケーキ浸透率βの逆数値である。指数ｎは、濾過ケーキまたは濾過助剤の圧縮率を表す（ケーキが濾過助剤のみからなる場合）。この式および同式の導出の詳細については、上記ハンドブックの上記セクションを参照されたい。
【００２０】
現在および以後、圧縮性濾過助剤は、圧縮率ｎが０．０２５〜１．５の範囲内、好ましくは０．４〜０．９６の範囲内にある濾過助剤を意味すると理解されたい。特に、ビスコースおよび／またはセルロースで作られた圧縮性濾過助剤とビスコースおよび／またはセルロースを含有する圧縮性濾過助剤とが含まれ、これらの圧縮性濾過助剤の圧縮率ｎ（すなわち、混濁物質の分離なし）は、０．０２５〜１．５の範囲内、好ましくは０．４〜０．９６の範囲内にある。
【００２１】
圧縮性濾過助剤は、例えば、国際公開第２０１５／０３６３７２号パンフレットに記載されている。例えば、天然由来のセルロースまたはパルプから作られた再生セルロース繊維が圧縮性濾過助剤として使用され得る。再生セルロース繊維は、９８％を超えるセルロース、特にα−セルロースを含有することができる。当該製造プロセスの明確に定義できる条件に基づいて、厚さ（タイタ）、長さ、断面形状などの再生セルロース繊維の特性は選択的に調整され得る。
【００２２】
再生セルロース繊維は、特に、タイタ範囲０．１〜３０デシテックス、例えば０．５〜２デシテックスを有するビスコース繊維、モーダル繊維またはリヨセル繊維とすることができる。再生セルロース繊維の長さは、１ｍｍ未満、特に０．０１ｍｍ〜０．９ｍｍ、好ましくは０．０３ｍｍ〜０．１ｍｍとすることができる。モーダル繊維は、ビスコース繊維に比べて高い強度を有する。リヨセル繊維は、パルプがＮ−メチルモルホリン−Ｎ−オキシド（ＮＭＭＯ）に溶解される紡糸プロセスによって得られる。
【００２３】
再生セルロース繊維は、例えば紡糸ノズル孔の幾何形状によって画定できる様々な断面を有することができる。圧縮性濾過助剤は、２つ以上の異なる濾過助剤の混合物、例えば異なる種類の繊維の再生セルロース繊維の混合物の形で存在することができる。そうでない場合は異なるタイタまたは異なる断面形状または異なる長さを有する同一繊維をブレンドすることも可能である。
【００２４】
特に、ビスコース繊維は、圧縮性濾過助剤、すなわちビスコース法で生産された繊維として使用され得る。濾過助剤は特にビスコースだけからなり得る。ビスコース繊維は特殊なパルプ（すなわちパルプ繊維）で作られる。この目的のために、パルプのセルロースは化学プロセス（キサントゲン酸塩法）で苛性ソーダに溶解できる形態に変換される。溶解セルロースは、最終的に、規定されたノズル（紡糸孔またはチャネル）から沈殿槽の中に紡出される。エンドレスビスコース糸がすべてのノズル孔に対して作られ、その後必要に応じて、引き延ばされ、洗浄され、後処理され、切断され、そして乾燥され得る。その結果、繊維径、繊維長、断面形状および表面構造は、紡糸プロセスにおいて直接影響を受け得る。
【００２５】
濾過助剤は、他の材料、例えば他の繊維を含むことができる、または完全に再生セルロース繊維からなることができる。濾過助剤における再生セルロース繊維、例えばビスコースの割合は、２０％〜１００％、特に５０％〜１００％とすることができる。濾過する場合、繊維で作られた二次構造を有する濾過ケーキは、プレコーティング済み繊維から形成される。セルロースを含有する濾過助剤、または完全にセルロースで作られた濾過助剤、または非圧縮性の割合をさらに含有する濾過助剤も考えられる。
【００２６】
圧縮性濾過助剤が使用される場合、基礎プレコーティングは、濾過ケーキが既に予め圧縮されていて十分に低い多孔度が得られるように、（例えば再循環により）体積流量を著しく増やして行うことができる。この初期の体積流量と実際の濾過中の体積流量の比率は、およそ２：１〜１０：１、特に２：１〜５：１とすることができる。しかしながら、上述した方法は、初期体積流量で実際の濾過を継続すること（再循環）も可能にするが、初期体積流量は、濾過層内の混濁物質の堆積または含有に応じて濾過の過程でのみ徐々に減少または増加する。
【００２７】
特に、体積流量は、フィルタエレメントの濾液側と未濾過液側との間の圧力差がゼロに等しくない圧力差の下側閾値以上となるように制御ユニットによって調整され得る。
【００２８】
前記閾値は、濾過されるべき流体の種類、特にビールの種類に依存し、濾過ごとに個々に決定され、様々な管理の形で記憶装置に保存され、制御装置は記憶装置から当該値を読み出すことができる。ビールの場合、下側閾値は、例えば、０．５バール〜２バールの範囲内、特に０．８バール〜１．５バールの範囲内とすることができる。圧力差を調節するために、プレコートフィルタは未濾過液側および濾液側に圧力センサを備えることができ、圧力センサは測定値を制御ユニットに伝送する。濾液側は、略圧力なしにまたは例えば炭酸飲料の場合に所望の圧力で動作することができる。この目的のために、例えば、引き抜かれた濾液を（圧力）制御される弁によって制御することにより、濾液側で能動圧力調節を行うことができる。その場合、供給される体積流量のためのポンプ容量は、所望の圧力差を設定できるようにするために、それに応じて大きく構成されるべきである。
【００２９】
最小圧力差を設定することで、濾過層の最小圧縮が保証され、それによって最大多孔度が保証され、それから最大残留濁度がもたらされる。圧力差の上述した濁度依存の調節により、最小圧力差は、まだ完全に形成されていないが濾過には十分な濾過層が保証され得るほど小さく選択され得るが、残留濁度の目標値に対するより厳しい要件をまだ満たしていない。これは濾過を開始するときに特に有利であり、その場合、プレコート層上の濾過層は（濾過ケーキと共に）最初に積層されなければならない。
【００３０】
別の実施形態によれば、制御ユニットは、測定された濁度が上側閾値を超えたときに圧力差の目標値を上げることができる。次いで、（新たな）目標値に実際に適用される圧力差の調節は、制御ユニットが、例えば入口にあるポンプを適切に調節することにより、供給される流れの体積流量を増加させることで行われる。何度か既述したように、上側閾値は、流体、特に濾過されるべきビールの種類に依存し、制御ユニットの記憶装置に様々な管理の形で保存され得る。上側閾値は、最終産物の最大許容濁度を対象とすることができる、または常に合格製品品質を保証するために最大許容濁度を安全マージンだけ下回ることができる。濁度センサが上側閾値を超える濁度を測定すると、制御ユニットは体積流量を増加させ、それによって濾過層の上の圧力差が増加し、圧縮の増大およびそれによる濾過層の多孔度の減少が得られる。その結果、濁度は再び上側閾値未満に下がる。この場合、体積流量（および圧力差）は、過度の圧縮により濾過層が閉塞するのを妨げるために、さらに増加させないことが好ましい。ビールの最大許容濁度の上側閾値は、例えば、９０度散乱光測定の場合に１．０ＥＢＣまたは２５度散乱光測定の場合に０．２ＥＢＣとすることができる。上側閾値は、前記安全マージンを含んでおり、例えば９０度散乱光測定の場合に０．７ＥＢＣとすることができる。
【００３１】
したがって、制御ユニットは、測定された濁度が下側閾値を下回ったときに圧力差の目標値を下げることができる。次いで、（新たな）目標値に実際に適用される圧力差の調節は、制御ユニットが供給される流れの体積流量を減少させることで行われる。また、下側閾値は流体の種類に依存し、記憶装置に様々な管理の形で保存され得る。体積流量を低下させることにより、濾過ケーキは圧力差の低下により再び緩み、したがって多孔度が再び増大し、それによって濾液の濁度が増加する。下側閾値は、例えば、上側閾値の６０％〜９０％、好ましくは７０％〜８０％とすることができる。例えば、９０度散乱光測定の場合の０．４ＥＢＣの下側閾値が０．７ＥＢＣの上側閾値に提供され得る。残留濁度が低すぎるときに体積流量を減少させることにより、最終産物のほぼ一定の濁度が上側閾値と組み合わせて得られ得る。残留濁度が上側閾値と下側閾値との間で振動しないようにするために、圧力差の調整は減衰係数を用いて行うことができる。次いで、安定調節を実現することができる。
【００３２】
変化に同じように依存するヒステリシスでは、すなわち濁度の下側閾値と上側閾値の間隔では、圧力差の目標点は調整されず、変わらぬままである。測定された濁度の閾値からの隔たりおよび／または濁度値の時間導関数（濁度のプロファイル）は、圧力差の目標値の調整のステップサイズを規定するために使用され得る。閾値を大きく上回るまたは下回ると、かつ／または濁度が急速に増加または減少すると、目標値の変化はそれに対応して増大することができる。上側閾値を上回った場合、体積流量を大きく増加させることで圧力差をさらに突然増加させることができる。次いで濁度が再び上側閾値未満に下がると、体積流量および圧力差は部分的に再び減少させることができるが、依然として初期値を上回ったままである。あるいは、圧力差は、上側閾値に届かないときにそれから最終値にとどまるようにするために体積流量を徐々に増やすことでゆっくり増大させることができる。
【００３３】
別の実施形態によれば、圧力差の調節は、濾過されるべき流体、特にビールの体積流量を増加または減少させることにより完全に行うことができる。この場合、次いで、濾過されるべきより多い流体が、例えば貯蔵タンクから供給ラインを経由してプレコートフィルタへの入口の中に供給または圧送される、またはそれに対応して濾過されるべきより少ない流体が、圧力差が低下されるべきときに供給される。プレコートフィルタの出口からの濾液の引抜きは、それに応じて増加または減少する。その結果、非常に高い濾過性能、すなわち引き抜かれた濾液の大体積流量を特に初めに得ることができる。濾過されるべき流体の供給体積流量の変化は、添加された濾過助剤の量の対応する変化を伴うことができる。
【００３４】
あるいは、圧力差の調節は、濾液をプレコートフィルタの入口に戻すことによって少なくとも部分的に、特に完全に行うことができる。このようにして、供給される未濾過液の流れの体積流量の増加および／または減少を同じように実現することができる、ただし、未濾過液という用語は、上述したように戻される濾液も包含する。この目的のために、例えば制御可能な三方弁の形をとる分岐部は、出口に、特に上記の濁度センサの上流側に設けることができ、濁度センサから濾液用の戻りラインがプレコートフィルタの入口に分岐している。プレコートフィルタへの供給ライン内の三方弁および／または制御可能なポンプを調節することにより、次いで、制御ユニットは、入口で濾過されるべき流体に混合される戻された濾液の量を決定することができる。この混合は、濾過されるべき流体に濾過助剤を添加する下流側または上流側で行うことができる。戻りラインの分岐部内の当該三方弁が、２つの変形を切り替えるのを可能にすることができる。
【００３５】
未濾過液の体積流量の調整は、上述したように濾液を部分的に戻すことによりかつ濾過されるべき流体の体積流量を部分的に調整することにより、あるいは濾液を完全に戻すことにより行うことができる。どちらの場合も、濾液を部分的に戻すことができる。体積流量の調整は、濾液を戻すことによって完全に実現されるものであり、この調整が濾過性能、すなわち単位時間当たり引き抜かれる濾液の量を高めずに濾過ケーキの圧縮の改善を可能にするという利点がある。濾液の一定体積流量は、例えば、濾液、例えばビールが続いて炭酸塩化される、混合される、低温殺菌される、または直接ビン詰めされるときに有利である。
【００３６】
圧力差の調節は、濾液を完全に戻すことによって、特に測定された濁度が濁度の上側閾値を下回るまで行うことができる。そこで、上側閾値は、流体、特に濾過されるべきビールの種類に依存し、制御ユニットの記憶装置に様々な管理の形で保存され得る。上側閾値は、最終産物の最大許容濁度に基づくことができる、または安全のマージンだけ下回ることができる。この場合、濾液は、測定された濁度が再び許容できるまで引き抜かれない。これにより、濾過が不十分な濾液の引抜きを防ぐ。濁度が上側閾値未満に下がると、濾液をますます引き抜くことができ、必要なら、十分に高い圧縮を確保するために濾過されるべき流体の体積流量を増加させることができる。
【００３７】
別の実施形態によれば、プレコートフィルタは、未濾過液空間を有する濾過タンクと、未濾過液空間に配置された複数のフィルタエレメント、特にフィルタキャンドルと、未濾過液用の少なくとも１つの上部入口および少なくとも１つの下部入口と、をさらに備えることができ、濾過助剤が添加されている未濾過液の流れは、下部入口ならびに上部入口の両方を経由して少なくとも一時的に供給される。あるいは、未濾過液の流れは、一時的に、専ら上部入口を経由して、特に下部入口および上部入口を経由して交互に供給され得る。濾過タンクは濾液空間をさらに備えることができ、濾液は濾液空間から引き抜かれ得る。この場合、未濾過液の上部入口は、未濾過液空間の上部領域に配置される。
【００３８】
フィルタキャンドルが、プレコートキャンドルフィルタ内に、例えば濾液用のレジスタ出口を有するレジスタに配置され得る。上部入口および下部入口から未濾過液を供給して、プレコート層のより均一なプレコーティングを実現することができる。その場合、体積流量の比率は、制御ユニットを使用して上部入口および下部入口によってそれぞれ調整され得る。しかしながら、圧縮性濾過助剤の浮力が高くなるため、少なくとも主に下部入口から供給することが有利である。「上」および「下」という用語は、現在および以後、常にプレコートフィルタの設置、したがって重力の影響に関連して理解すべきである。
【００３９】
別の実施形態によれば、圧力差が所定の最大圧力値を下回っている限り、供給される流れの体積流量の増加しか起こることができない。上述したように、未濾過液および濾液中の圧力センサは、この目的のために設けられ、圧力センサの測定値を制御ユニットに伝送することができ、制御ユニットは、その測定値からプレコートフィルタの濾液側と未濾過液側との間の圧力差を決定する。前述した、粒子を濾過層に押し通し、濾過層を局所穿孔するのは、効率的濾過を不可能にすることになるが、実現される圧力差を制限することで防止することができる。
【００４０】
上記の目的は、流体、特にビールの濾過および／または安定化のためのプレコートフィルタシステムであって、未濾過液用の少なくとも１つの入口を有する濾過タンクと、未濾過液空間と、未濾過液空間に配置された複数のフィルタエレメントと、濾液用の少なくとも１つの出口と、を備えるプレコートフィルタシステムによっても満たされ、プレコートキャンドルフィルタシステムは、濾液の濁度を測定するように構成された測定装置をさらに備え、測定された濁度と濁度の少なくとも１つの閾値を比較し、入口（１１４ａ、１１４ｂ）を経由して供給される、濾過助剤、特に圧縮性濾過助剤が添加されている未濾過液の体積流量が測定された濁度と少なくとも１つの閾値の比較の結果に応じて調整されることでプレコートフィルタシステムの未濾過液側と濾液側との間の圧力差を調節するように構成された制御ユニットが設けられる。
【００４１】
プレコートフィルタ用の濾過タンクは従来技術でよく知られており、したがってここではさらに論じないものとする。一般に、そこで未濾過液用の入口は濾過タンクの下端部に配置され、そこで導入された未濾過液は複数のフィルタエレメントの外表面の上を上昇流で流れる。したがって、１つの濾過プロセスで未濾過液空間は未濾過液で満たされる。プレコートフィルタは濾液空間を備えることができ、濾液空間は天板によって未濾過液空間から分離され、フィルタエレメントは濾液空間に開口しており、濾液はフィルタエレメントから濾液空間に入る。あるいは、プレコートフィルタは、例えば欧州特許第１２４３３００号明細書から知られているように、いわゆるレジスタ出口を備えることができる。この場合、特に、濾過タンクの上部空間の形をとる別の濾液空間は設けられない。
【００４２】
本発明による方法に関連して上述した同一実施形態および継続出願は、プレコートフィルタシステムに同様に適用可能である。特に、測定装置は濁度センサを備えることができ、濁度センサは、光学センサとして、例えば透明度センサまたは散乱光センサとして構成され得る。制御ユニットは、記憶装置、ディスプレイおよび／または入力装置、例えばタッチスクリーンを有するプロセッサとして構成され得る。制御ユニットは、上に詳述したように、濾液中で測定された濁度に応じて未濾過液の体積流量を調整することにより圧力差を調節するように構成される。
【００４３】
プレコートフィルタシステムは入口内に制御可能なポンプをさらに備えることができ、制御装置は、測定された濁度が濁度の上側閾値を上回ったときにポンプのポンプ性能を高めるように構成されている。したがって、ポンプ性能を高めることにより、濾過されるべき流体に加えて、戻された濾液も含むことができるより多くの未濾過液が未濾過液空間中に導入され、それによって未濾過液空間の圧力、したがって濾過ケーキに対する圧力差が増加し、このことは上述したように濁度の低下を引き起こす。
【００４４】
プレコートフィルタシステムは、入口までの濾液用の戻りラインと濾液の少なくとも一部が戻りラインを経由して入口に戻され得るように構成された制御可能な弁とをさらに備えることができ、制御ユニットは、測定された濁度が上側閾値を上回った場合に戻される濾液の体積流量を増加させるようにさらに構成される。戻される濾液の体積流量の調整は、制御可能な弁を作動させて濾液の一部が分岐すること、および／または入口内の制御可能な弁を作動させることにより行うことができる。
【００４５】
別の実施形態によれば、上述した濾過タンクは未濾過液用の少なくとも１つの上部入口および少なくとも１つの下部入口を有することができ、制御ユニットは、濾過助剤が添加されている未濾過液の流れが、下部入口と上部入口の両方を経由して少なくとも一時的に送出される、または専ら上部入口を経由して一時的に送出されるようにさらに構成される。この目的のために、制御可能な弁との分岐部が供給ラインに、上部入口または下部入口までの対応する接続ラインと共に設けられ得る。さらに、上部入口は、制御可能なポンプが設けられる未濾過液用の出口として使用することもでき、制御可能なポンプは上部入口から未濾過液を引き抜く。その結果、下部入口から上部入口までの基本流動を未濾過液に押し付けることができ、このことは、フィルタエレメントの表面上のプレコート層の厚さの均一化をもたらす。これは、未濾過液中でより高い浮力を受ける圧縮性濾過助剤を使用するときに特に有利である。
【００４６】
最後に、フィルタエレメントはフィルタキャンドルとすることができ、フィルタキャンドルはそれぞれ、フィルタ本体と、フィルタ本体の内部空間に配置された内側本体と、フィルタ本体と内側本体との間に形成された少なくとも１つの濾液チャネルと、をさらに備え、内側本体は略管状になるように形成され、少なくとも１つの濾液出口を備え、内側本体の長手方向軸線に沿った少なくとも２箇所に配置された２つの周囲に配置された開口をさらに備え、開口は、濾液チャネルからの濾液が内側本体の内部空間に入ることができるように形成される。
【００４７】
フィルタ本体とフィルタ本体の内部空間に配置された内側本体とを有するプレコートフィルタ用のフィルタキャンドルは、それ自体が従来技術で知られる。フィルタ本体はらせん状に巻かれたワイヤを備えることができ、ワイヤコイル相互間の間隙が流体通路として役目を果たす。巻かれたワイヤは、自己支持するか巻かれたワイヤに付随する支持体によって保持されるかのどちらかとすることができる。この種の支持体は、例えば１つまたは複数のスペーサの形で設けることができ、スペーサは、巻かれたワイヤを備えるフィルタ本体が内側本体から離間されるように、フィルタ本体と内側本体との間に配置される。あるいは、内側本体は、突出部と共に、例えば内側本体の星形断面で形成することができ、ワイヤコイルは内側本体の突出部と接触した状態で配置される。多数の代替構成が考えられる。１つまたは複数の濾液チャネルがフィルタ本体の内表面と内側本体の外表面との間に形成されることだけが非常に重要であり、濾液はプレコート層およびフィルタ本体を通過してから濾液チャネルに入り、濾液は濾液チャネルから１つまたは複数の出口を通って引き抜かれ得る。
【００４８】
フィルタキャンドルが長尺であり、２分の１メートル〜例えば６メートルの範囲内とすることができるため、フィルタ本体ならびに内側本体の両方が長手方向軸線に沿って長くなるように形成され、フィルタ本体は、この長手方向軸線に沿って内側本体を完全に取り囲む。
【００４９】
濾液が未濾過液空間からフィルタ本体と内側本体との間に形成された少なくとも１つの濾液チャネル内にまで通過することにより、かつ、濾液を濾液チャネルから少なくとも１つの濾液出口を経由して引き抜くことにより、濾液流が、濾液チャネルの形状とプレコーティングされた濾過ケーキを有するフィルタ本体の濾過特性とフィルタキャンドルに沿った未濾過液流の流れプロファイルとで決定された流れプロファイルで濾液チャネル内に形成される。内側本体ならびにフィルタ本体の両方が長手方向軸線に沿って同心に円形一様断面を有する管状に形成されている従来型フィルタキャンドルでは、濾液出口に向かって増加する濾液の体積流量は、例えば環状間隙の形状で利用可能な濾液チャネルの同一断面を有する。このような理由で、濾液出口に向かう濾液流の流量は従来型フィルタキャンドルで増加するのに対して、特に濾液出口を１つだけ有するフィルタキャンドルでは、濾液流のよどみ点がフィルタキャンドルの濾液出口とは反対側に生じることができる。しかしながら、ベルヌーイの圧力原理によれば、流量が増加すると流体力学的流れの静水圧が下がることになり、それによって、プレコート層を有するフィルタ本体の上の圧力差は、完全に均一なプレコート層を有していてもフィルタキャンドルの長手方向軸線に沿って変化し、このことは、濾過助剤の不規則なプレコーティングを形成する。フィルタキャンドルを有するプレコートフィルタでは、フィルタキャンドルの濾液出口はフィルタキャンドルの上端部に略設けられ、そこで未濾過液は下方から濾過タンク内に略導入され、このことは、濾過タンク内で高くなるにつれてよどむ傾向がある未濾過液流を引き起こす。この状況では、反対方向に増加または減少するフィルタキャンドルの内部の濾液流の流れプロファイルとフィルタキャンドルの外側の未濾過液流の流れプロファイルとがこの状況で互いに対抗し、このことは圧力差の変化をさらに増幅させる。フィルタキャンドルの異なる領域内での異なる吸引効果のために、コーティングの形成、すなわちケーキ形成は、フィルタ本体の異なる端部で多かれ少なかれ異なる。
【００５０】
フィルタキャンドル内部での濾液流によるプレコート層形成の度合いが異なるという現象は、略低密度である、大粒子を有する圧縮性濾過助剤を使用する場合に特に顕著である。濾過ケーキの多孔度を調節するために本発明に従って行われる濾過速度を上げる場合、プレコート層の不規則性は、プレコート層が局所的に穿孔されるまで、フィルタキャンドルの濾液チャネル内の流速が上がるためにさらに増大する。
【００５１】
本発明は、濾液側の流れの流体力学的最適化が行われることで、様々な程度のプレコート層形成のこうした問題を解決しようとするものである。本発明によれば、フィルタ本体および／または内側本体は、濾液チャネル内の濾液流に、フィルタ本体の外表面上の濾過助剤のプレコーティングの均一化を引き起こすフィルタキャンドルの運転中の流れプロファイルを与えられるように構成される。濾過助剤のプレコーティングの均一化は、現在および以後、濾液チャネルの一様な断面および完全に閉鎖された内側本体を有する従来型フィルタキャンドルに比べてプレコート層の厚さの一様性の改善を意味するものと理解されたい。特に、フィルタ本体および／または内側本体は、濾液の流量および／または体積流量がフィルタ本体の上で平衡を保たれかつ／またはフィルタ本体を通過するときの圧力損失またはフィルタキャンドルの長手方向軸線に沿った未濾過液に対する濾液流の吸引効果が少なくとも部分的に均等化されるように形成することができる。特別な場合、フィルタ本体および／または内側本体は、濾液の略一定の流れプロファイルが形成された濾液チャネル内に生じるように構成され得る。「略」という用語は、フィルタキャンドルによる濾過の運転中のゆらぎを含む。あるいは、濾液流の流れプロファイルは、フィルタキャンドルの長手方向軸線に沿った未濾過液の流れプロファイルに適合することができる。特に、濾液流におけるよどみ点の発生は、フィルタ本体および／または内側本体の適切な構成によって妨げることができる。
【００５２】
濾液チャネル内の濾液流の所望の流れプロファイルを得るためには、特にフィルタキャンドルの長手方向軸線に沿ったフィルタ本体および／または内側本体の形状は、所要の体積流量に必要な濾液チャネルの断面を実現するために異なることができる。別法としてまたは追加として、以下に詳述されるように、内側本体には凹所を設けることができ、濾液は凹所を通って内側本体の内部空間の中に送られ、濾液は内部空間から少なくとも１つの濾液出口を経由して引き抜かれ得る。濾液チャネル内の濾液は、かかる開口を経由して所望の流れに付与され得る。内側本体の変化する断面と局所的に設けられた開口とを組み合わせることも考えられる。開口付き内側本体は、内部濾液流を形成するために少なくとも部分的に中空でなければならない。
【００５３】
上述したように、内側本体は、略管状になるように形成され、少なくとも１つの濾液出口を備えることができ、内側本体は、内側本体の長手方向軸線に沿った少なくとも２箇所に周囲に配置された開口を備え、開口は、濾液が濾液チャネルから内側本体の内部空間に入ることができるように形成される。したがって、この別の実施形態によれば、内側本体は、少なくとも部分的に中空本体として形成され、「略管状の」という用語は、ここでは、内側本体が内側本体の長手方向軸線に沿って円周方向に閉鎖されたジャケットを備えることを意味すると理解されるべきであり、内側本体の断面は長手方向軸線に沿って確かに変化することができる。特に、内側本体を略中空円錐体として構成することが考えられる。内側本体は、内側本体の内部空間における濾液流の一様な流れプロファイルを得るために、内側本体の断面が濾液出口に向かって広くなるように少なくとも部分的に形成することもできる。略中空は、ここでは、内側本体が、内側本体の長手方向軸線に沿って配置された開口を１つまたは複数の出口に接続する空洞を有し、内側本体の内部空間に入っている濾液は空洞を経由して引き抜かれ得ることを意味する。フィルタキャンドルには、濾液出口を、例えばフィルタキャンドルの上端部もしくは下端部に１つだけ形成する、または２つの濾液出口を、すなわちフィルタキャンドルの上端部ならびに下端部に形成することができる。そこで、濾液の引抜きは、濾液チャネルから直接的にではなく、空洞によって形成された内側本体の内部空間から間接的に行われる。この目的のために、濾液チャネルは、特にフィルタキャンドルの両端部で閉鎖され得る。
【００５４】
この別の実施形態によれば、内側本体の普通なら閉鎖されるジャケットは、内側本体の長手方向軸線に沿った少なくとも２箇所に周囲に配置された開口を備える。これらの開口は、例えば穴形状またはスロット形状になるように形成され得る。開口は、内側本体の周囲に沿って等間隔をあけて配置され得る、または不規則に分散され得る。濾液が少なくとも１つの濾液チャネルからそれを通って内側本体の内部空間に入ることができる開口は、内側本体の長手方向軸線に沿った２つ以上の所定の箇所の領域内にのみ配置されることが非常に重要である。次いで、濾液チャネル内に流れプロファイルが形成され、フィルタ本体を通過する濾液は、流れプロファイルで、濾液がフィルタ本体を通過する箇所から内側本体のジャケットの開口まで流れる。
【００５５】
開口は、特に、濾液をフィルタキャンドルから一方の側に引き抜くために濾液チャネル内の濾液流のよどみを妨げることができるように、内側本体の長手方向軸線に沿ったいくつかの箇所に設けることができる。さらに、開口の数および／またはサイズは、プレコーティングを均一化する流れプロファイルが濾液チャネル内に形成されるような態様で、内側本体の長手方向軸線に沿って異なることができる。例えば、スリット、楕円、円、長方形などが考えられる開口である。さらに、上記箇所が少なくとも１つの濾液出口から遠いほど、内側本体の長手方向軸線に沿ったその箇所にある開口の総面積が大きくなる。さらに、内側本体は、内側本体の内部空間内に１つまたは複数のテーパ状エレメントおよび／または異なる断面を備えることができ、テーパ状エレメントおよび／または異なる断面は、テーパ状エレメントが開口の領域内でまたは開口のすぐ上流側で内側本体の断面を次第に小さくするように構成される。これらのテーパ状エレメントのすぐ上流側配置は、ここでは、内側本体の内部空間内の濾液の当該局所流れ方向に関するものと理解されたい。テーパ状エレメントを設けることにより、内側本体の断面は、開口の領域内でまたは開口のすぐ上流側で減少させることができ、したがって濾液流の静水圧はこの領域内で減少する。濾液流の抵抗、したがって内側本体の内部空間に生成される抵抗のためにベンチュリ効果を得ることができ、それによって当該開口で吸引効果が引き起こされ、吸引効果によって濾液が濾液チャネルから開口を通って内部空間に吸い込まれる。したがって、テーパ状エレメントは、指定された箇所での濾液チャネルから内側本体の内部空間への濾液の移送を促進する。テーパ状エレメントまたは内側本体の断面をそれぞれ適切に所定の大きさにすることにより、濾液チャネル内の濾液の流れプロファイルは所望されるように影響を受け得る。
【００５６】
記載されているフィルタキャンドルの他の実施形態は、フィルタキャンドルの内部の有利な濾液流を作り出すのを可能にし、このことは、ベルヌーイの原理に従って、フィルタキャンドルに沿って未濾過液と濾過液との間に略一定の圧力差を引き起こす。その結果、未濾過液の体積流量を制御することにより濾過層の多孔度を調節する上述の方法は制限なく使用することができるので、濾過結果の顕著な改善をもたらす。
【００５７】
記載されている方法およびプレコートフィルタは、濾液濁度に応じて濾過ケーキの多孔度の選択的調節を可能にするので、最大許容残留濁度を超えるのを効果的に妨げる。したがって、最終産物は、残留混濁物質に関して全濾過サイクルにわたって均一な品質を有する。加えて、濾液の体積流量を濾過ケーキの所要の圧縮に応じて選択的に調整することができ、それによって濾液の長い耐用年数および高いフィルタ性能を達成することができる。記載されている方法およびフィルタは、圧縮性濾過助剤と組み合わせて特に効率的に使用することができる。これは、圧縮性濾過助剤で作られる濾過ケーキの厚さは濾過ケーキに対する圧力差の変化に特に敏感であるからである。特殊な形状のフィルタキャンドルは、大きく変化する濾過速度でも圧縮性濾過助剤の使用を可能にする。
【００５８】
濾過助剤を用いたプレコート濾過
上記の目的は、セルロース繊維ならびにビスコース繊維の両方を含む濾過助剤によって満たされる。天然に存在するセルロースで作られた繊維は、ここではセルロース繊維と呼ばれる。ビスコース繊維は、選択的物理的変更プロセスおよび化学的修飾プロセスを用いて天然に存在するセルロースから生産されて再生繊維になるので、天然セルロース繊維とは大きく異なる。ビスコース繊維は、不純物、例えば少量のヘミセルロースおよび残留リグニンを除いてセルロースから完全に構成することができる。したがって、ビスコース繊維は、９８％超、特に９９％超および９９．５％超のセルロース、特にα−セルロースを含むことができる。ビスコース繊維は、タイタ範囲が０．１〜３０デシテックスの繊維を含むことができる。
【００５９】
ここおよび以下で、濾過助剤という用語は、流体、特にビールの濾液用の助剤ならびに安定化用の助剤の両方を含む。濾過する場合、プレコーティングされた繊維から濾過ケーキが形成される。濾過ケーキは、通常の家庭ごみとして安全に廃棄することができる、または、特に下水処理プラントの消化塔内またはエネルギー回収用のバイオガスプラント内で使用することができる。
【００６０】
例えば、濾過助剤は、飲料の濾過または安定化のために、例えばビールの濾過または安定化のために、プレコートキャンドルフィルタ、プレコートディスクフィルタ、プレコートフレームフィルタまたは水平フィルタに使用することができる。そこで、ディスク、キャンドルまたはフレームは水平または垂直に配置することができる。
【００６１】
濾過助剤は、少なくとも９０％もしくは９５％もしくは９８％まで、または略（不純物を除いて）完全に、セルロース繊維およびビスコース繊維からなることができる。これら２つの繊維種類は濾過助剤の濾過挙動を決定することが本発明に不可欠である。
【００６２】
実験では、混濁度の安定制御での効率的なビール濾過が、濾過助剤の構成要素としてセルロース繊維およびビスコース繊維を使用して可能であることを示しており（以下の詳細な説明も参照のこと）、この濾過助剤は、特に珪藻岩の代わりに従来型プレコートフィルタでの濾過に使用するこができる。原材料の品質（例えば、タンパク質画分またはグルカン含有量）の年関連の変動は、その原材料から生産されたビールの異なる濾過性を引き起こすことができ、このことは濾液の濁度または濾過性能（ｈＬ／時）で現れることができる。本発明による濾過助剤を使用することにより、この異なる濾過性は容易に補償することができ、濾液中の安定した所望の濁度が、最も多様な酵母細胞数（典型的な酵母数１ミリメートル当たり最大２百万個、さらに多い酵母数１ミリメートル当たり最大で５百万個、非常に多い酵母数１ミリメートル当たり６〜１８百万個、極めて多い酵母数は１ミリメートル当たり２０〜２４百万個以上）に対しても未濾過液において得ることができる。例えば、下記のパラメータ範囲のうちの１つまたは複数は、特に、当業者が特定のタスクに応じて選択することができる上記実験で有利であることが判明している。濾過助剤におけるセルロース繊維の割合は６０％〜９５％、特に７５％〜８５％になるように選択される。セルロース繊維の平均繊維長は２０μｍ未満、特に１５μｍ〜２０μｍである。使用されるセルロース繊維の直径は１μｍ〜１５μｍまたは４５μｍとすることができる。ビスコース繊維の平均繊維長は５０μｍ〜３００μｍである。使用されるビスコース繊維の直径は１μｍ〜２０μｍまたは４５μｍとすることができる。
【００６３】
本出願に記載されている繊維長に関して、下記に留意されたい。セルロース繊維およびビスコース繊維はそれぞれ、ブレンド構成要素を混合したものとすることができる。各ブレンド構成要素は、それ自体が粒子分布による異なる繊維長の繊維を略有する。このブレンド構成要素の公称平均繊維長は、この粒子分布から決定され得る。例えば、数量分布Ｑ０、堆積分布Ｑ３または質量分布Ｑ４の公称平均繊維長が決定され得る。本出願に記載されている平均繊維長は、特に、ブレンド構成要素の当該繊維の数量分布Ｑ０から決定された公称平均繊維長に基づいて決定され得る。
【００６４】
ここに記載されているビスコース繊維（セルロース繊維）の平均繊維長は、ビスコースブレンド構成要素（セルロースブレンド構成要素）の公称平均繊維長および当該ビスコースブレンド構成要素（セルロースブレンド構成要素）のブレンド割合から決定される。例えば、ブレンド割合が１：１であり、ビスコースブレンド構成要素ｘ用の公称平均繊維長ｌｘおよびビスコースブレンド構成要素ｙ用の公称平均繊維長ｌｙを有する２つのビスコースブレンド構成要素ｘおよびｙを混合したものが濾過助剤のビスコース繊維に使用される場合、ビスコース繊維の平均繊維長（ｌｘ＋ｌｙ）／２が濾過助剤のために生じる。例えば、ブレンド割合が３：２：１であり、セルロースブレンド構成要素ａ用の公称平均繊維長ｌａ、セルロースブレンド構成要素ｂ用の公称平均繊維長ｌｂおよびセルロースブレンド構成要素ｃ用の公称平均繊維長ｌｃを有する３つのセルロースブレンド構成要素ａ、ｂおよびｃを混合したものが濾過助剤のセルロース繊維に使用される場合、セルロース繊維の平均繊維長（３ｌａ＋２ｌｂ＋ｌｃ）／３が濾過助剤のために生じる。ただ１つの構成要素がビスコース繊維（セルロース繊維）に使用される場合、ビスコース繊維（セルロース繊維）の平均繊維長がこの構成要素の公称平均繊維長である。
【００６５】
記載されているビスコース繊維の割合または記載されている繊維長のうちの１つは、特定の応用に応じて、特に達成されるフィルタ性能および／または濁度に関して有利であることが判明している。濾過助剤に使用されるセルロース繊維は、すべて同じ長さとすることができ、あるいは濾過助剤に使用されるセルロース繊維は、異なる長さ、例えば２つまたは３つの異なる長さの繊維の混合物とすることができる。同じことがビスコース繊維にも当てはまる。例えば、繊維長が異なる２種類のセルロース繊維が１：１〜５：１の比率で濾過助剤のセルロース繊維を形成することができる。同様に、繊維長が異なる２種類のビスコース繊維が１：１〜５：１の比率で濾過助剤のビスコース繊維を形成することができる。上記のパラメータを組み合わせることも有利となり得る。３種類以上のセルロース繊維およびビスコース繊維をブレンドすることも考えられる。
【００６６】
さらに、特にビールの濾過および／または安定化のためのプレコートキャンドルフィルタには、濾過タンクの未濾過液空間と少なくとも１つのフィルタキャンドル（複数のフィルタキャンドルを略有する）とフィルタキャンドル上に形成される濾過ケーキとが設けられ、濾過ケーキは、上述した例のうちの１つによる濾過助剤を備える、またはこの濾過助剤で作られる。別のプレコートフィルタ、例えば水平フィルタに、プレコートキャンドルフィルタの代わりに別のフィルタエレメントを設けることも可能である。プレコートフィルタは、未濾過液用の入口と未濾過液空間からの未濾過液の一部用の出口とを備えることができ、出口は、当該ポンプ装置を使用して循環運転が可能となるように、未濾過液用の入口に連結され得る。特に、プレコートフィルタは、複数のフィルタキャンドルを備えることができ、各フィルタキャンドル上には前記濾過助剤で作られる濾過ケーキが形成され、フィルタキャンドルは別々に設けられたレジスタ内に開口することができ、レジスタにおいてフィルタキャンドルの複数のフィルタエレメント出口が管システムを介してマニホルド化され、濾液は管システムを経由してフィルタキャンドルから吐出され得る。
【００６７】
上記の目的を満たすために、（混濁または非安定化）ビール（または他の未濾過液）を濾過および／または安定化する方法であって、プレコートフィルタ（例えば、上記のプレコートフィルタ）を設けるステップと、上記の例のうちの１つによる濾過助剤をプレコートフィルタのフィルタ本体（フィルタキャンドルやフィルタフレームなどのフィルタエレメント）上にプレコーティングして濾過層を形成するステップと、ビールを形成されたプレコート濾過層に通すステップと、を含む方法が提供される。濾過助剤のパラメータは上述したように選択され得る。ビールの濾過はビールに濾過助剤を添加する必要があり得る。この投与量は濾過プロセス中に連続的に調整され得る。濾過助剤の量ならびに組成は共に動的に変えられ得る。
【００６８】
この方法は、濾過助剤を５００ｇ／ｍ２〜２１００ｇ／ｍ２、特に１７００ｇ／ｍ２〜１９００ｇ／ｍ２の総基礎プレコート量で基礎プレコーティングするステップをさらに含むことができる。この基礎プレコーティング量は、全体的に（濾過タンク全体に）、例えばフィルタキャンドルならびに多数のフィルタキャンドルを有するフィルタの両方に使用され得る。特に、複数のキャンドルが存在する場合、未濾過液空間内の濾過助剤のより均一な分布がその場合可能であるので、フィルタ表面当たりのプレコーティングの量を減らすことができる。
【００６９】
濾過層を通る流量（フィルタ表面、例えばフィルタキャンドルを通る体積流量）は、５ｈＬ／（ｍ２時）超、好適には１０ｈＬ／（ｍ２時）超、特に１０ｈＬ／（ｍ２時）〜３０ｈＬ／（ｍ２時）とすることができる。しかしながら、濾過の初めの出発状態として、流量は、好適には１８０ｈＬ／（ｍ２時）超、特に２００ｈＬ／（ｍ２時）超、特に２００ｈＬ／（ｍ２時）〜２６０ｈＬ／（ｍ２時）、さらに特に２２０ｈＬ／（ｍ２時）〜２４０ｈＬ／（ｍ２時）とすることができる。不変のフィルタ性能では、プレコートフィルタ内により多くのフィルタキャンドルを使用するときの濾過ケーキを通る流量は、フィルタキャンドルがプレコートフィルタとして構成されるという条件で、より少ないフィルタキャンドルを使用するときよりも低い。
【００７０】
濾過助剤の特異的性質のために、プレコーティングの量は、濾過ケーキを通る流量が減らされると減少させることができる。この効果は、フィルタの未濾過液空間内のキャンドルの数を増やすと（または一般的に言えばフィルタ表面を大きくすると）さらに大きくなる。
【００７１】
キャンドルの濾過層を通る流量は、第一に、未濾過液の一定の体積流量を供給することによって、または、第二に、濾液をフィルタの未濾過液入口に戻すことによって、あるいはこれらを組み合わせることによってもたらすことができる。
【００７２】
未濾過液の入口流量は、濾過ケーキが浸透性になりすぎると濾過／安定化プロセス中に調整され得る、例えば増やされ得る。あるいは、濾液を未濾過液入口に戻すのが変動し得る、例えば増やされ得る。記載されているプロセスパラメータは、互いに組み合わせてかつ上述した濾過助剤と組み合わせて選択され得る。
【００７３】
第１の段階での基礎プレコーティングは、３００ｇ／ｍ２または１０００ｇ／ｍ２未満の濾過助剤のプレコーティング量で行うことができ、その後の第２の段階では、４００ｇ／ｍ２または１１００ｇ／ｍ２未満のプレコーティング量で行うことができる。第１の段階では、濾過助剤のビスコース繊維の平均繊維長は、第２の段階での平均繊維長よりも大きくすることができる。ビスコース繊維とセルロース繊維のブレンド比率は、基礎プレコーティングの第１の段階でのブレンド比率が基礎プレコーティングの第２の段階でのブレンド比率、さらに連続投与添加の過程でのブレンド比率と同じとすることができる。
【００７４】
ビールの濾過および／または安定化の本発明による方法は、未濾過液中の酵母細胞の数に応じて選択されるビスコース繊維とセルロース繊維の混合物を使用して行うことができる。ビスコース繊維およびセルロース繊維の平均繊維長は、酵母細胞の数に応じて選定することができる。本発明による方法の上記例では、ビスコース繊維の平均繊維長は、濾過または安定化されるべきビールが１ミリリットル当たり５百万個未満の酵母細胞を有する場合に１００μｍ未満とすることができる。しかしながら、ビスコース繊維の平均繊維長は、濾過または安定化されるべきビールが１ミリリットル当たり７百万超の酵母細胞を有する場合に２００μｍ超とすることができる。どちらの場合も、セルロース繊維の平均繊維長は１５〜２０μｍとすることができる。濾過助剤におけるセルロース繊維の割合は７５％〜８５％とすることができる。
【００７５】
濾過／安定化するプロセスは、濁度および／または性能に応じて添加されかつ異なって構成される濾過助剤で略行うことができる。別の実施形態によれば、濾過／安定化する方法は、平均繊維長が１００μｍ未満のビスコース繊維を有する濾過助剤が使用される第１の濾過段階と、平均繊維長が２００μｍ超のビスコース繊維を有する濾過助剤が使用される、第１の濾過段階に続く第２の濾過段階と、を含む。例えば、第２の濾過段階は、濾過ケーキが第１の段階の過程で閉塞するのに応答して、すなわち、プレコートフィルタの中から外側までの圧力差が一定値を超えた場合、またはプレコートフィルタを通る流量が一定値未満に下がった場合に実行することができる。より長いビスコース繊維を添加すると、第２の段階で濾過ケーキの弛緩を引き起こす。
【００７６】
上述した濾過助剤、方法およびフィルタは、液体食品や飲料、特にビールなどの流体、ならびに流体の原材料および中間物の濾過に略使用され得る。液体食品および飲料は、ビール、ワイン、ミルク、炭酸水、ジュース（例えばリンゴジュース）、茶、スピリッツ、ケチャップ、食用油など、飲食に適したすべての流体であると理解されたい。原材料および中間物は、例えば水またはシュガーシロップを意味すると理解することができる。
【００７７】
本発明のさらなる特徴および例示的な実施形態ならびに利点は、図を使用して下に例証されるものとする。これらの実施形態は本発明の範囲をすべてのべたものではないことが理解されよう。さらに、以下に記載されている一部または全部の特徴は、様々な方法で互いに組み合わせることもできることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明によるプレコートフィルタシステムの概略図である。
【図２】フィルタキャンドルを有するプレコートフィルタの概略縦断面図である。
【図３】従来型フィルタキャンドルの概略縦断面図である。
【図３ａ】図３の線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図４】本発明による中空内側本体のジャケットに開口を有するフィルタキャンドルの例示的な一実施形態の縦断面図である。
【図５】本発明による圧縮性濾過助剤を用いた濾過の試験結果を示す図である。
【図６】本発明による濾過助剤を使用することができるプレコートキャンドルフィルタを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００７９】
以下で述べる図において、同様の参照符号は同様の要素を表す。明瞭化のために、同様の要素については、それらの要素が初出したときだけ説明する。しかしながら、図のうちの１つを参照して説明される要素の変形形態および実施形態は、他の図における対応する要素にも適用され得ることは理解されたい。
【００８０】
濾過方法およびフィルタ
図１は、本発明によるプレコートフィルタシステムの概略図を示す。プレコートフィルタシステムは、上からの入口１１４ａおよび下からの入口１１４ｂを有する濾過タンク１１０を備える。濾過タンクによって囲まれる未濾過液空間１１２には、複数のフィルタエレメント１１６が、例えば、濾液用のレジスタ出口１１８上にマトリクス状に配置される。しかしながら、フィルタエレメント１１６ならびに入口１１４ａおよび１１４ｂおよび出口１１８の他の配置および構成は本発明によって含められることを理解されたい。プレコートフィルタシステムは、未濾過液空間１１２に配置された圧力センサ１２５と濾液出口に配置された圧力センサ１２６と同じく濾液出口に配置された濁度センサ１２０とをさらに備える。圧力センサ１２５は、未濾過液空間１１２にある圧力を測定するとともに、測定された値を制御ユニット１３０（破線で示されている）に送る。したがって、圧力センサ１２６は、濾液中の圧力を測定するとともに、測定された値を制御ユニット１３０に伝送する。あるいは、プレコートフィルタの濾過層のすぐ上の圧力差を測定する差圧センサを設けることもできる。制御ユニット１３０は、下記のように、未濾過液の体積流量を調整することにより、濾液中で測定された濁度に応じて圧力差を調節する。さらに、流量測定装置１６６は、濾過タンク１１０から吐出されている濾液流を測定する。別の流量測定装置１７６は、弁１７８を経由して未濾過液流に再び加えられている濾液流を測定する。
【００８１】
基本運転では、ビールなどの濾過されるべき流体は、図１に例として示されているように、貯蔵タンク１５０からポンプ１６４によって濾過タンク１１０の下部入口１１４ｂまで一定の体積流量、例えば３００Ｌ／時で送出されるが、体積流量は調整可能であることが好ましい。そこで濾過されるべき流体には濾過助剤用のリザーバ１４０から濾過助剤を連続的に添加され、その場合、ポンプ１６２または制御可能な弁（図示せず）が濾過助剤の投与を調節する。濾過助剤が添加された流体は、下部入口１１４ｂおよび／または上部入口１１４ａを通って濾過タンク１１０に入る。フィルタエレメント１１６を通過するとき、濾過助剤は、混濁物質と共にフィルタエレメント１１６の表面上に堆積され、したがって混濁物質のない以前に形成されたプレコート層上に濾過層または濾過ケーキをそれぞれ形成する。次いで、混濁物質が概ね取り除かれた濾液は、レジスタ出口１１８を通過して吐出ライン内に入り、濾液は、吐出ラインからビンおよび樽または収集タンク（図示せず）用の瓶詰めステーション（図示せず）に送られ得る。基本運転中、未濾過液が供給されるのに伴って、同量の濾液（例えば３００Ｌ／時）がシステムから引き抜かれる。
【００８２】
本発明によれば、フィルタエレメント１１６上にプレコーティングされた濾過層の多孔度は、制御ユニット１３０によって、プレコートフィルタの未濾過液側と濾液側との間の圧力差を調節することにより、濾過タンク１１０に供給される未濾過液の体積流量が調整されるので調節される。そこで、未濾過液の体積流量は、制御可能なポンプ１６４によって送出される単位時間当たりの未濾過液の量を表す。未濾過液は、上記に詳述したように、濾過されるべき流体、濾過助剤および／または戻された濾液を含む。未濾過液の体積流量を調節できるようにするために、制御可能なポンプ１６４は制御ユニット１３０に接続され、制御ユニット１３０は、上述したように、測定された濁度値に応じて体積流量を増減させ、それによってプレコート層での圧力差を制御する。上述したように、制御ユニットは、圧力センサ１２５および１２６の値から計算された濾過層の上の圧力差が最大圧力値未満であるときだけ体積流量を増加させるように構成され得る。未濾過液の体積流量を調整できるようにするために、例えばバタフライ弁／逆止め弁などの他の適当な装置を制御可能なポンプに代わる手段として使用することもできる。もちろん、このことは、ここに記載されているすべてのポンプに当てはまる。
【００８３】
ポンプ１６４によって送出される未濾過液の体積流量は、専ら下部入口１１４ｂを経由するか専ら上部入口１１４ａを経由するか、または同時に両入口を経由して濾過タンク１１０に入ることができる。この目的のために、制御可能な三方弁１７２を供給ラインの分岐点に設けることができ、制御可能な三方弁１７２の設定は制御ユニット１３０によって制御される。下部入口１１４ｂならびに上部入口１１４ａを経由して未濾過液を少なくとも一時的に供給することで、フィルタエレメント１１６上の濾過助剤のより均一なプレコーティングを形成することができる。次いで、制御ユニット１３０は、三方弁１７２を使用して上部入口または下部入口を経由する体積流量の割合を制御することができる。図１の例示的な実施形態は制御可能なポンプ１６８をさらに示し、制御可能なポンプ１６８は上部入口１１４ａへの分岐部に配置され、運転中に下部入口１１４ｂ、濾過タンク１１０、上部入口１１４ａおよび弁１７２を経由する未濾過液の循環を作り出す。この場合、上部入口１１４ａは未濾過液用の出口として動作することができる。その結果、上方に向けられた未濾過液流が下記のように未濾過液空間１１２に存在しており、このことは濾過助剤のより均一なプレコーティングをもたらす。弁１７２の上流側に制御可能なポンプ１６４が配置されるため、この未濾過液流は、未濾過液の体積流量の上述の調節と組み合わせることができる。この目的のために、この場合は出口として使用される上部入口１１４ａのラインに別の流量測定装置を設けることができるが、ここには示されていない。
【００８４】
第１の実施形態によれば、圧力差は、上述したように、貯蔵タンク１５０から引き抜かれる濾過されるべき流体の体積流量を調整することによって専ら調節される。この場合、吐出される濾液の体積流量もそれに応じて変動する。
【００８５】
しかしながら、別法としてまたは追加として、図１に示されているプレコートフィルタシステムは濾液用の戻りライン１７０を備えることができ、戻りライン１７０は、出口ライン内の制御可能な三方弁１７４から分岐し、ポンプ１６４の上流側の入口ラインにつながっている。そこで、戻された濾液の入口ライン内への供給は、投与添加の上流側の三方弁１７８を経由して行うことができる。
【００８６】
三方弁１７８は、貯蔵タンク１５０からの未濾過液の所望の供給に応じて制御ユニット１３０によって制御される。そこで、貯蔵タンク１５０からの濾過および／または安定化されるべき流体のさらなる供給は、例えば、プレコートフィルタが循環モードで運転されるように最大濁度値を大きく上回った場合、弁１７８によって完全に阻止され得る。しかしながら、通常運転中、戻された濾液は濾過されるべき流体にのみ混合され、単位時間当たり戻される濾液の量は制御可能な弁１７４を作動させることによって調節される。例えば、図１に示されているように、濾過されるべき流体の体積流量が未濾過液の全体積流量のごく一部を占めるにすぎないように、２３００Ｌ／時の濾液を戻すことができる。制御ユニット１３０は、戻りライン１７０を経由して戻される濾液の割合を決定する。戻されなかった濾液は、出口ラインを通って、例えば収集タンクに送られる。通常運転中、この割合は濾過されるべき供給される流体の割合に対応する。
【００８７】
未濾過液の体積流量を増やすには、制御ユニット１３０はポンプ１６４の性能を高める。体積流量は、濾過されるべき流体が貯蔵タンク１５０から弁１７８を経由して流入する量を増やすことによって均等化することができる。別法としてまたは追加として、制御ユニット１３０は、濾液の少なくとも一部を戻りライン１７０を経由して濾過タンク１１０への入口に戻す、または弁１７４を作動させることにより戻される濾液の体積流量を増やすことができる。どちらの場合も、未濾過液空間１１２内で圧力センサ１２５によって測定される圧力は上昇し、その結果として、濾過ケーキの上の圧力差は増大する。このことは、濾過ケーキの圧縮の増大および濾過ケーキの多孔度の対応する減少をもたらすことになる。その結果、濁度センサ１２０によって測定される濾液の残留濁度が下がる。濁度が濁度閾値未満に下がると、制御ユニットは、未濾過液の体積流量を減少させるために、濾過されるべき濾液の流入量および／または戻される流体の体積流量を減らすことができる。その結果、濾過ケーキは緩んで、多孔度が増大し濁度が上がることになる。このようにして、制御ユニット１３０は、濾液中で測定される濁度に応じて濾過ケーキの多孔度を選択的に調整することができる。
【００８８】
図２は、フィルタキャンドルを有するプレコートフィルタの概略縦断面図を示し、プレコートフィルタは、未濾過液の体積流量を調節する上述の方法を用いて運転することができる。プレコートフィルタは、端と端をつないだ未濾過液空間１１２と未濾過液用の下部入口１１４ｂと未濾過液用の上部入口または上部出口１１４ａとをそれぞれ有する濾過タンク１１０を備える。図示されているプレコートフィルタの構成における複数のフィルタキャンドル１１６が、濾液用レジスタ出口１１７上に吊るされてマトリクス状に取り付けられる。フィルタキャンドル出口は管システムを使用してマニホルド化され、個々に吐出され得る。したがって、レジスタ出口１１７は濾液Ｆ用の出口１１８を表し、出口１１８では、吐出される量は制御装置で調整することができる。
【００８９】
下部入口１１４ｂを経由する未濾過液の供給は制御弁によって調整され得る。あるいは、制御弁は遮断弁のみとすることができる。一般に、未濾過液は下から入口１１４ｂを経由して濾過タンク１１０に入り、未濾過液が添加された濾過助剤および／または安定化剤を運ぶ。図２に矢印で示されているように、未濾過液ＵＦは濾過タンク１１０の下部入口１１４ｂから上昇し、未濾過液ＵＦはフィルタキャンドル１１６の外表面の上を流れる。ここではレジスタ出口１１７が示されている別の実施形態では、フィルタキャンドルに入らなかった未濾過液は、レジスタ出口の管類の間の開口部を通ってかつ／またはレジスタ出口付近を横方向に通りすぎて流れることができ、それによってフィルタキャンドル１１６の全長に沿って上方に向けられた基本流動を作り出す。過剰な未濾過液が濾過タンク１１０の上方領域をせき止めないようにするために、未濾過液を濾過タンクの上部領域から上部入口／出口１１４ａと上部入口／出口１１４ａに連結されたバイパスライン（図示せず）とを経由して引き抜くことができる。この場合、未濾過液用の入口１１４ｂが好ましくはフィルタキャンドルの下端部の下に配置されるのに対して、未濾過液用の出口１１４ａは、濾過タンク１１０上に、フィルタキャンドルの上端部の上方にバイパスラインに向かって配置される。出口１１４ａを経由する未濾過液の引抜きは、上方に向けられる未濾過液の明確に規定された基本流動が未濾過液空間の内部に起こるように、図１に示されている制御弁または制御可能なポンプ１６８によって制御され得る。このようにして、天板が分離面として働くとよく見られる、上方に向けられた未濾過液流のよどみが回避される。出口１１４ａと出口１１４ａに連結されたバイパスラインとを経由して引き抜かれた未濾過液は、下部入口１１４ｂを経由して濾過タンク１１０に再び供給され得る。従来型フィルタキャンドル１１６は、ここでは模式的に示されており、特に大きな技術的努力なしに、以下に説明する本発明によるフィルタキャンドルで置き換えることができる。上部入口／出口１１４ａは、図２に複合装置として記載されているが、もちろん別々の入口および出口も考えられる。
【００９０】
図３は、従来型フィルタキャンドルの概略縦断面図を示す。図３ａは、図３の線Ａ−Ａに沿った断面図を示す。ここでは直径ｄを有して示されている従来型フィルタキャンドルでは、らせん状に巻かれたワイヤ３８１がフィルタ本体３８０として役目を果たす。ワイヤ３８１は、例えば略三角形の形状の断面で構成することができ、三角形の基線は、キャンドルフィルタ壁の外側に配置されかつキャンドルの長手方向に延びており、キャンドルの内部に向かって広くなっておりかつ３０〜１００μｍの間隙幅を有する間隙が、ワイヤの２つのそれぞれ隣り合うコイルの間のキャンドルフィルタ壁の外側にそれ自体周知の方法で形成されており、したがって図示はしない。ワイヤコイル相互間の間隙は流体通路として役目を果たす。
【００９１】
ここに示されている例では、ワイヤ３８１は、図３および図３ａに示されているように、スペーサ３８２を使用して中空円筒内側本体３８４の周囲に巻かれ、内側本体３８４およびワイヤ３８１はスペーサ３８２を介して互いに連結され、例えば、複数の点で互いに溶接される。したがって、内側本体３８４は同時に、巻かれたワイヤ３８１を備えるフィルタ本体３８０用の支持体として役目を果たし、それによってフィルタ本体３８０に高い安定性を与える。
【００９２】
スペーサ３８２は、この例では、フィルタキャンドル３１６の長手方向軸線Ｌに沿って延びるロッドとして形成される。スペーサ３８２ならびに内側本体３８４は、ここでは巻かれたワイヤ３８１からなるフィルタ本体３８０の全長にわたって長手方向軸線Ｌに沿って延びる。内側本体３８４ならびにフィルタ本体３８０と内側本体３８４との間のスペーサ３８２により、複数の濾液チャネル３８６が生じる。この例では、６つのスペーサ３８２が使用されて、チャネル幅Ｋを有する合計６つの濾液チャネル３８６が得られた。他の数のスペーサならびにフィルタ本体３８０を内側本体３８４に連結するための代替構成、例えば内側本体の星形構成などが従来技術で知られている。いずれにしても、１つまたは複数の濾液チャネル３８６がフィルタ本体３８０と内側本体３８４との間に形成され、これらの濾液チャネルの形状、特に濾液チャネルの断面は、フィルタ本体３８０および／または内側本体３８４の形状で決定される。
【００９３】
従来型フィルタキャンドルでは、フィルタ本体３８０の内部容積は内側本体３８４によって大幅に縮小される。従来型フィルタキャンドルの内側本体は完全に閉鎖された外側ジャケットを備えている、すなわち濾液は内側本体の内部に浸透することができない。この場合、内側本体３８４は、重さ上の理由で、中空内部、すなわち管状になるように構成されるか、または固体構成にすることができる。単一濾液出口３９２を有する従来型フィルタキャンドルでは、内側本体３８４は、フィルタキャンドルの、濾液出口に対向して配置される側で、端部材３９０によって閉鎖され、端部材３９０はさらに、フィルタキャンドルの下端部で濾液チャネル３８６を閉鎖する。したがって、濾過ケーキおよびフィルタ本体３８０を通過した濾液には、濾液チャネル３８６内を図示した矢印Ｐに沿ってフィルタキャンドルの上端部へ流れ去る選択肢しかない。
【００９４】
ここに示されているフィルタキャンドルの実施形態では、フィルタキャンドルの上端部は、濾液用の出口３９２を有する上部部材３８８の中に開口している。濾液は濾液チャネル３８６から、各濾液チャネル３８６用の上部部材３８８に形成された凹所を通って上部部材の濾液出口３９２に入り、濾液は濾液出口３９２から例えばレジスタ出口の管に入ることができる。ここに示されている複数のフィルタキャンドルは、複数のフィルタキャンドルの当該上部部材３８８で、図２のレジスタ出口１１７の対応する管に連結され得る。
【００９５】
ここに示されている従来型フィルタキャンドルには、フィルタキャンドルの長手方向軸線に沿った濾液チャネル３８６の断面がフィルタ本体３８０の活性フィルタ表面の全高Ｈにわたって不変のままであるという欠点がある。しかしながら、濾液がフィルタ本体３８０の活性表面の全高Ｈにわたって濾液チャネル３８６の中に連続的に入るので、絶えず増加している濾液が、濾液出口３９２に向かう途中に濾液チャネルの不変の断面を通って送出されなければならない。しかしながら、このことは、濾液出口３９２への濾液の流量が増加している状態でのみ可能であり、その結果、フィルタキャンドルの下端部によどみ点を有し、濾液チャネル３８６の上端部で最大となる濾液の流れプロファイルがフィルタキャンドルの長手方向Ｌに沿って生じる。しかしながら、このような流れプロファイルは、濾過タンク１１０の底部からの高さが大きくなるにつれて一般的に減少する、フィルタ本体３８０の外表面の上を流れる未濾過液の流れプロファイルとは異なる挙動をする。この効果は、図２に示されているプレコートフィルタで相殺され得る。これは、未濾過液流は出口または入口１１４ａを経由してそれぞれ影響を受け得るからである。レジスタの代わりに天板を有する従来構成を有するプレコートキャンドルフィルタの場合、未濾過液流は、濾過タンクの底からの高さが大きくなるにつれて減少し、天板のところでよどむ。フィルタ本体３８０と内側本体３８４との間の濾液の流れプロファイルおよびフィルタ本体３８０の外表面上の未濾過液の流れプロファイルの別の実施形態は、フィルタキャンドルの長手方向軸線に沿ったフィルタ本体の上の圧力差の変化を引き起こし、このことは濾過助剤の平坦でないプレコーティングを形成する。プレコーティングは、特に、大粒子を有する圧縮性濾過助剤を使用する場合に平坦でなくなる。これは、大粒子は、プレコート層内の従来の珪藻岩よりもずっと低い抵抗力になるからである。したがって、圧縮性濾過助剤を使用する場合、従来型フィルタキャンドルは、多孔度を調節する上述の方法では限られた範囲内でしか使用することができない。
【００９６】
本発明は、この問題を、１つまたは複数の濾液チャネル内の濾液の流れプロファイルに選択的に影響を及ぼすことにより解決するが、その場合、一定流量、または濾液の流量をフィルタ本体の外表面上の未濾過液の流量に合わせて調整することが実現されることが好ましい。この目的のために、第一に、濾液チャネル３８６の断面は、内側本体３８４および／またはフィルタ本体３８０の断面を、その断面が濾液出口３９２に向かって連続的に広くなるように変化させることによって適合され得る。別法としてまたは追加として、フィルタキャンドルの内側本体４８４には、図４に示されているように、濾液が内側本体の内部に入るための開口を設けることができる。
【００９７】
図４は、本発明による中空内側本体のジャケットに開口を有するフィルタキャンドルの例示的な一実施形態を示す。図３に示されている従来型フィルタキャンドルの場合、既述のように流れプロファイルが濾液チャネル３８６内に起こり、流れプロファイルは、濾液出口３９２に対向して配置されるフィルタキャンドルの端部によどみ点があり、濾液出口の側で最大となる。図４では、従来型フィルタキャンドルの濾液チャネル内の濾液のこの流れプロファイルは破線くさびの形で示されている。
【００９８】
しかしながら、ベルヌーイの方程式によれば、濾液流量の増加がフィルタ本体４８０の上の圧力差の増大を引き起こし、それによって特に、ビスコースなどの比較的軽い圧縮性濾過助剤は濾液出口４９２の側に実質的に堆積する。プレコートの結果として起こる平坦でない形成を回避するために、濾液は、図４に例として示されている本発明によるフィルタキャンドル内の濾液チャネル４８６から直接引き抜かれるのではなく、内側本体４８４の中空内部空間４８５に接続された濾液出口４９２を経由して間接的に引き抜かれる。濾液が濾液チャネル４８６からこの空洞４８５の中に入るようにするために、開口４９４ａ〜４９４ｃが、フィルタキャンドルの長手方向軸線に沿って、略回転対称の内側本体４８４の周囲に沿った内側本体４８４のジャケット表面上の２箇所以上に設けられる。３箇所に開口４９４ａ〜４９４ｃを有する図に示されている実施形態は、例示的な実施形態を表しているにすぎず、開口は、特に、濾液チャネル４８６内の濾液の所望の流れプロファイルを作り出すために、２箇所だけまたは４箇所以上に設けられ得ることが理解されよう。
【００９９】
この実施形態での濾液チャネル４８６は、上部および下部においてそれぞれフィルタキャンドルの上部部材４８８または端部材４９０によって閉鎖されるので、濾液は、フィルタキャンドルの上端部に例として非限定的な態様で配置されたこれらの開口４９４ａ〜４９４ｃだけを通って濾液出口４９２に向かって流れる。当該開口の総面積は、濾液チャネル内の流体力学的条件、すなわち特に濾液の圧力と共に、どのくらいの濾液が当該箇所で開口を通って空洞４８５に入るのかを決定する。次いで、この空洞４８５内に濾液流が新たに作り出され、濾液出口４９２に向けられ、この向きは図に矢印で示されている。濾液チャネル４８６内の濾液流の流れプロファイルは、開口４９４ａ〜４９４ｃのサイズおよび／または数ならびにフィルタキャンドルの長手方向軸線に沿った開口４９４ａ〜４９４ｃの位置により、この濾液流とあいまって影響を受け得る。
【０１００】
本発明によれば、周囲に配置される開口は内側本体４８４の長手方向軸線に沿って少なくとも２箇所に設けられるが、さもなければ内側本体４８４のジャケットは閉鎖される。したがって、濾液は、明確に規定された箇所４９４ａ〜４９４ｃでのみ濾液チャネル４８６から内側本体４８４に入ることができる。濾液出口４９２に対向して配置されるフィルタキャンドルの端部に開口を設けることで、特に、濾液チャネル４８６内の従来型フィルタキャンドルのよどみ点を妨げることができる。
【０１０１】
特定の実施形態によれば、開口の総面積は、図に開口４９４ａ〜４９４ｃの相対的なサイズで示されているように、開口の総面積が濾液出口４９２からの距離が増加するにつれて増大するように変化させることができる。このようにして、内側本体４８４の内部４８５の濾液の濾液出口４９２への流量が増加する傾向は相殺することができる。これは、既に大量の濾液が開口４９４ｃを通ってフィルタキャンドルの下端部で内部空間に入っているからである。したがって、内部空間４８５における濾液の流量の増加は減少し、それによって流体力学的圧力による望ましくない効果を妨げ得る。
【０１０２】
ここに示されている特定の実施形態では、内側本体４８４は、３箇所に周囲に配置された開口４９４ａ〜４９４ｃを有しており、開口４９４ｂは、内側本体４８４の長さの中心２０％、好ましくは１０％の領域内に配置され得る。このようにして、濾液チャネル４８６内の濾液流の流れプロファイルは、例えば２ｍを超える長さを有する長いフィルタキャンドルの場合も選択的に影響を受け得る。しかしながら、既述したように、追加の開口が、他の箇所に、例えば内側本体に沿って約２０ｃｍの一定間隔を置いて設けられ得る。
【０１０３】
ここに示されている実施形態は、内側本体４８４の内部空間４８５に減少要素４８７も備え、減少要素４８７を用いると、開口４９４ｂのすぐ上流側の中空内部空間４８５の断面を１箇所または複数箇所で減少させることができる。この種のテーパ部は、複数箇所に、特にすべての開口に対して設けられ得ることが理解されよう。あるいは、内部管の断面は、例えば、開口のすぐ上流側の内部管の肉厚を薄くすることにより減少させることができる。減少要素４８７または肉厚部分はそれぞれ開口の領域に直接設けることもでき、その場合、開口はセグメント状の減少要素に隣接して配置することができ、あるいは減少要素または肉厚部分を貫通して設けることもできる。ベンチュリ原理によれば、断面を減少させると局所流量が増加することになり、それによって濾液チャネル４８６と内部空間４８５との間の圧力差を増大させることができ、したがってより多くの濾液を濾液チャネル４８６から開口４９４ｂを通って内側本体４８４内に吸い込むことができる。そこで、開口４９４ｂの領域のすぐ後にベンチュリ効果をもたらすために、テーパ要素４８７が内部空間４８５内の濾液の流れ方向に対して開口４９４ｂの上流側に配置される。
【０１０４】
開口の位置、サイズおよび数は、フィルタ本体４８０の外表面の上の未濾過液の所与の流れプロファイルと濾液チャネル４８６または内側本体４８４の内部空間４８５内の所望の濾液流プロファイルとの関数として流体力学的に計算され得る。上記説明による局所的に設けられた開口を有する内側本体の特定の実施形態は、可変断面を有する濾液チャネル４８６と組み合わせることもできることが理解されよう。図４の開口の配置および／または総面積の変更は、濾液チャネルの断面積の変化に応じて起こる。
【０１０５】
本発明による上述のフィルタキャンドルは、フィルタキャンドル内の濾液流に影響を与えることによりフィルタキャンドルの全長に沿ったフィルタ本体の外表面上のプレコート層の均一性を実現するために開発された。このような均一性を得るために、フィルタ本体および／または内側本体の形状ならびに濾液出口の配置は、濾液チャネル内の濾液流の流れプロファイルができるだけ一様になるように、またはこの流れプロファイルがフィルタ本体の外表面の上の未濾過液の流れプロファイルに合わせて調整されるように提供される。このようにして、濾過層の上の圧力差のばらつきは、フィルタキャンドルの長手方向軸線に沿って濾液の流量と未濾過液の流量との間に様々な差があるために低減することができ、結果として、濾過層の厚みと粒子分布に対する濾過層の均一性の両方に関してより均一な濾過層になる。記載されているフィルタキャンドルは、ビスコースなどの圧縮性濾過助剤と組み合わせて使用するのに特に適している。記載されているフィルタキャンドルを使用することによりプレコート層を均一化するために、かかるプレコートキャンドルフィルタは、プレコート層の多孔度を調節する上述の方法で特に効率的に運転され得る。したがって、以前使用された珪藻岩は最近の圧縮性濾過助剤に置き換えることができる。
【０１０６】
図５は、本発明による圧縮性濾過助剤を用いた濾過の試験結果を示す。水平フリットを有する試験フィルタエレメントが試験に使用され、未濾過液の体積流量の調節は、濾過されるべきビールの体積流量を調節することにより、すなわち濾液を戻さずに純粋に行われる。図は、フィルタ性能の測定値ｈＬ／ｍ２時、すなわちフィルタ表面の１平方メートル当たりの未濾過液の体積流量を実線で示し、１１度透過光測定での濁度値を鎖線で示し、濾過層の上の圧力差のプロファイルを破線で示す。
【０１０７】
基礎プレコーティングの約７５分後、未濾過液の体積流量、したがってフィルタ性能は当初下方へ劇的に調節された。それにより、残留濁度は、濾過ケーキが初めに緩むので大幅に上昇する。したがって、フィルタ性能のさらなる低下は、圧力差が増大し、その後濁度が下がり始めるまで、この調節によって妨げられる。図示の濁度値は代表値ではなく、例示にすぎないことを留意されたい。濾過助剤のプレコーティングおよび混濁物質の分離が増加するにつれて、濾過ケーキの上の圧力差は、約２バールの定常値に達するまで、残留濁度の同時減少と共に上昇する。そこで、圧力差のさらなる増大は、濾過層の穿孔を引き起こし得るものであり、体積流量が減らされる本発明による調節によって妨げられる。定常期全体にわたる濁度値は非常に低い範囲内にある。体積流量の減少は、濾過済み混濁粒子による濾過ケーキの早期閉塞を妨げ、それによってフィルタの耐用年数を延ばす。しかしながら、結局、閉塞を完全には妨げることができず、したがって約２２５分後に圧力差の急増が起こり、これは濾過の終わりの前兆となる。
【０１０８】
フィルタ性能のさらなる改善は、より低い圧力差、したがって高い濁度値で濾過することで達成することができるが、この濁度値は許容範囲内にとどまる。その結果、濾別された粒子による濾過ケーキの早期目詰まりを防ぐことができ、これにより総合的フィルタ性能を高めることができる。短繊維を有する一次プレコーティングの選択的使用および粗構造の繊維の投与添加により、フィルタの耐用年数に到達することができる。これらの繊維は特にビスコース繊維である。他の改善点は、濾液の一部の上述の戻しおよび上記の特別に構成されたフィルタキャンドルで得ることができる。
【０１０９】
未濾過液の体積流量が濾液の測定済み濁度に応じて調整されることで圧力差を調節することにより濾過ケーキの多孔度を調節する上記の方法および装置は、圧縮性濾過助剤を使用したとしても一様な濾液品質を確保することを可能にする。加えて、フィルタの耐用年数およびフィルタ性能を改善することができる。
【０１１０】
濾過助剤を用いたプレコート濾過
図６は、本発明による濾過助剤にビスコース繊維ならびに天然セルロース繊維の両方を使用することができるプレコートキャンドルフィルタ１を示す。プレコートキャンドルフィルタ１は、未濾過液空間５を有する濾過タンク１２を備える。フィルタキャンドル１０が、フィルタエレメントとして未濾過液空間５に垂直に配置される。略中空円筒形状を有するフィルタキャンドル１０は、当該流体通路を有する中空円筒形状（さらに詳細には図示せず）を有するフィルタエレメントを備える。フィルタエレメントは、例えばらせん状に巻かれたワイヤで作ることができる。
【０１１１】
濾過タンク１２は未濾過液用の入口２をさらに備え、入口２において未濾過液の量が例えば制御弁９を使用して調整され得る。濾過タンクは、未濾過液空間５からの未濾過液の一部のための出口４も備える。未濾過液用の出口４は、各装置、ここでは例えば制御弁７によって量に関して調節され得る。出口４は、特にバイパスライン（図示せず）を介して、未濾過液用の入口２と流通することができる。プレコートキャンドルフィルタ１を用いた濾過／安定化のプロセスは、未濾過液循環プロセスの形で行うことができる。下部入口２、濾過タンク１２および上部入口４を経由する未濾過液の循環は、ポンプ装置（図示せず）を使用して起こすことができる。その結果、上方に向けられた未濾過液の流れが未濾過液空間５に存在しており、このことは濾過助剤１１のより均一なプレコーティングを形成する。
【０１１２】
出口４を未濾過液用の入口４としても使用して、未濾過液が下部入口２ならびに上部入口４の両方を経由して少なくとも一時的に供給され得るようにすることが有効である。あるいは、未濾過液の流れは、一時的に、専ら上部入口４を経由して、特に下部入口および上部入口を経由して交互に供給され得る。未濾過液を上部入口４および下部入口２を経由して少なくとも一時的に供給することで、プレコート層のより均一なプレコーティングが未濾過液循環プロセスと同様に実現され得る。随意的であるが、そこで、未濾過液の体積流量の比は例えば三方弁によって調整され得る。未濾過液が下部入口２および上部入口４を経由して同時に供給される場合、体積流量の比は、例えば、１：１または１：２または最大で２：１（上部入口：下部入口）とすることができる。
【０１１３】
フィルタキャンドル１０は、レジスタ１３の中に開口しており、濾液（Ｆ）はフィルタキャンドル１０からレジスタ１３を経由して流出され得る。次いで、フィルタエレメント（ここではフィルタキャンドル１０）は、各群の濾液を別々に吐出することができるように管システムを介して１つまたは複数の群にマニホルド化され（レジスタマニホルド管）、出口３に組み合わされ得る。したがって、レジスタ１３は濾液用の出口３を提供し、出口３において吐出量が制御弁８などの装置によって調整され得る。
【０１１４】
プレコートキャンドルフィルタ１の運転中、未濾過液が入口２を経由して未濾過液空間５に導入され、そこでセルロース繊維およびビスコース繊維を有する濾過助剤が未濾過液に添加される（図示せず）。濾過ケーキ１１は、濾過助剤を添加すること（連続投与）により濾過中に永続的に維持される。実際の濾過または安定化の前に、特に脱気水または濾過済みビールで基礎プレコーティングを行ってプレコート層を設けることもできる。未濾過液の規定された流れが、図６に矢印で示されているように、出口４を使用して出口４の方向に生成されることにより、再生セルロース繊維を有する濾過助剤の均一なプレコーティングが実現される。もちろん、複数の出口が周囲にわたって分散して存在することができ、その場合、複数の出口は例えば共通マニホルドラインにつながる。それによって流れの一様性はさらに改善される。
【０１１５】
出口４を経由して流出されない未濾過液は、濾過ケーキ１１によって濾過されてからフィルタキャンドル１０の流体通路を通過してフィルタキャンドル１０に入る。次いで、濾液はフィルタキャンドル１０を上方に通過してレジスタ１３に入り、次いで、濾液はレジスタ１３から出口３を経由して流出され得る。レジスタに代わるものとして、濾液空間内に供給することも考えられ、次いで濾液は濾液空間から出口３に供給される。
【０１１６】
本発明によれば、濾過助剤１１がプレコートフィルタに使用され、濾過助剤１１は、ビスコース繊維とセルロース繊維の両方を含む、あるいは少なくとも９０％までもしくは９５％もしくは９８％が、または略（不純物を除いて）完全に、これら２つの繊維種類からなる。ビスコース繊維は、天然のパルプ繊維およびセルロース繊維と区別されるべきであり、天然セルロースの選択的変更によって生産される。ビスコース繊維は既知のビスコース法を用いて紡ぐことができる。ビスコース繊維は、不純物、例えば少量のヘミセルロースおよび残留リグニンを除いてセルロースから完全に構成することができる。したがって、ビスコース繊維は、９８％超、特に９９％超および９９．５％超のセルロース、特にα−セルロースを含むことができる。ビスコース繊維は、タイタの範囲０．１〜３０デシテックスを有することができる。
【０１１７】
ビスコース繊維と天然セルロース繊維の特定の区別は次のように説明することができる。天然セルロース繊維のようなビスコース繊維は１００％セルロースで作られる。ビスコース繊維は特殊なパルプ（すなわちパルプ繊維）で作られる。この目的のために、パルプのセルロースは化学プロセス（キサントゲン酸塩法）で苛性ソーダに溶解できる形態に変換される。溶解セルロースは、最終的に、規定されたノズル（紡糸孔またはチャネル）から沈殿槽の中に紡出される。エンドレスセルロース糸がすべてのノズル孔に対して作られ、その後必要なら、引き延ばされ、洗浄され、後処理され、切断され、そして乾燥され得る。したがって、繊維特性を得るための以下の制御オプションは紡糸プロセスにおいて直接与えられる。
（１）繊維径の規定された調整。
（２）繊維長の規定された調整。
（３）様々な断面形状の規定された調整。
（４）表面構造の規定された調整。
（５）繊維の断面全体にわたって添加物を均一に組み込むことができるように、織物材料に添加物を供給する。
【０１１８】
これら５つの制御オプションは、天然セルロース繊維では不可能である。しかしながら、ビスコース繊維は、天然巨大分子（「ポリマー」）セルロースからカスタマイズされ、極めて多様な方法で官能化され得る。
【０１１９】
プレコートフィルタにセルロース繊維およびビスコース繊維を有する濾過助剤を使用することもでき、プレコートフィルタにはプレコート層がメッシュ状フィルタベース上に形成される。プレコートフィルタは、複数のメッシュベースを濾過装置として備えることができ、メッシュベースのメッシュ開口部は様々な寸法にすることができる。特に、濾過装置は、水平位置で上下に配置された複数の同一形状のディスクとすることができる。得られるフィルタは一般に水平フィルタと呼ばれる。
【０１２０】
ビールの濾過／安定化のための最適化パラメータ範囲を決定するために広範なビール濾過／安定化の実験が行われている。そこで、特に濾過ケーキが閉塞するのを妨げられ、濾過されたビールの所望の濁度を安定した方法で得ることができ、かつこの濁度を超えることのないよう気を付けなければならない。濾過助剤１１のセルロース繊維およびビスコース繊維は、異なる特性を特徴とする。セルロースはビスコースよりも柔らかくかつ「ふわふわしている」ので、濾過ケーキをさらに圧縮性にする。速度の変化は、ビスコースの場合よりも大きな多孔度の変化をもたらす。したがって、流れは、過大な汚濁負荷量が加えられると大幅に減少する。しかしながら、容易に圧縮できるセルロース繊維は比較的低い濁度に対応することができる。ビスコース繊維の紡糸形態がぎっしり詰まっているため、ビスコース繊維は、天然セルロース繊維より丈夫でありかつ比較的低い圧縮率を有する。ビスコース繊維はケーキを湿らせるが、（不規則）変動に反応するのが早すぎる傾向があり、それによって非常に敏感なフィルタ構造をもたらすことができる。ビスコース繊維は、セルロース繊維の過度の圧縮を妨げ、それによって大流量を維持する。セルロース繊維およびビスコース繊維を有する濾過ケーキの特徴的な性質の複合効果は、連結された２つの機械的ばねの減衰特性および振動特性に機械的類似で対応することができる。
【０１２１】
以後、送出されるビールの濾過／安定化が、特にフィルタの性能および耐用年数ならびにビールの得られる濁度に関して所望の結果をもたらす特定のパラメータ範囲が与えられる。ビスコース繊維およびセルロース繊維を濾過助剤として混合したものは、要件に応じた濾過品質（特に所望の濁度）を達成することを可能にする、醸造所におけるプレコートフィルタに関する安定的で再生可能な濾過結果を有するものであり、例えば６０％〜９５％、特に７５％〜８５％のセルロース繊維を有しており、残りのビスコース繊維について、セルロース繊維は、平均繊維長が２５μｍ未満、特に１５μｍ〜２５μｍの従来から利用されているセルロース繊維であり、ビスコース繊維の平均繊維長は５０μｍ〜３００μｍである。繊維長５０μｍのＭｉｃｒｏｆｉｎｅ（登録商標）および／または繊維長３００μｍのＧａｌａｘｙ（登録商標）がビスコース繊維として使用され得る。
【０１２２】
セルロース繊維とビスコース繊維の両方を含むかこれら２種類の繊維からなる濾過助剤１１を用いたビールの濾過または安定化は、プレコーティングプロセス（基礎プレコーティング）を含むことができる。濾過助剤１１は、プレコート層が形成されるように、濾過プロセスの初めにフィルタキャンドル１０の外表面上にプレコーティングされる。フィルタキャンドル１０は、図６に示されている例では約０．１ｍ２の濾過面積を有することができる。濾過プロセス中、濾過助剤は、濾過または安定化されるべきビールに定期的または連続的に添加される（連続投与）。フィルタの耐用年数は、比較的短いビスコース繊維を有する基礎プレコーティングの選択的使用および粗構造を有するビスコース繊維の投与添加により改善することができる。基礎プレコーティングの量（１本のフィルタキャンドル、または約３０〜４００本のフィルタキャンドル１０の場合）は全部で５００ｇ／ｍ２〜２１００ｇ／ｍ２とすることができる。次いで、未濾過液の典型的な酵母細胞数に対する所望の濁度を達成することができる。濾過助剤の現行投与添加中の添加投与量は、例えば４０〜１５０ｇ／ｈＬとすることができる。基礎プレコーティングの第１の段階で、プレコーティングは１０００ｇ／ｍ２未満（例えば７００ｇ／ｍ２）で行うことができる。基礎プレコーティングの次の段階で、プレコーティングは１０００ｇ／ｍ２超（例えば１１００ｇ／ｍ２）で行うことができる。投与添加は、４０ｇ／ｈＬ超または１００ｇ／ｈＬの超濾過助剤１１の量で行うことができる。
【０１２３】
セルロース繊維の割合が７０％超かつ９５％未満で、特に７５％〜８５％の範囲で非常に良好な結果を得ることが可能であった（プレコーティングプロセス中と継続している投与添加中の両方）、ここで、セルロース繊維の平均繊維長は１５μｍ〜２０μｍ、例えば１８〜２０μｍであり、ビスコース繊維の平均繊維長は５０μｍ〜３００μｍであった（プレコーティングプロセス中と継続している投与添加中の両方）。このようにして、第一に、濾過済みビールの所望の低濁度を達成することができ、第二に、フィルタの急速閉塞を妨げることができる。セルロース繊維の割合が９５％超の場合、濾過ケーキがぎっしり詰まりすぎて形成される危険性がある。濾過ケーキの過大な圧縮が濾過／安定化中に差し迫っている場合、平均繊維長が長いビスコース繊維の割合を平均繊維長が短いビスコース繊維の割合より大きくすることができる、そこで、ビスコースの平均繊維長を１００μｍ未満または１５０μｍ未満から１５０μｍ超または２００μｍ超に長くすることができる。比較的長い平均繊維長を有する濾過助剤を添加すると濾過ケーキは緩むことになる。一般に、異なる繊維長のビスコース繊維の混合物を有する濾過助剤は、さらにぎっしり詰まった濾過ケーキをもたらし、それに応じて、ただ１つの長さのビスコース繊維を有する濾過助剤より低い水準の濁度をもたらすことができる。他方では、濾過済みビールの達成された濁度が所望されるより高い場合、添加量を増やすことができる、または流通する流量を増やすことができる。
【０１２４】
ビールの満足のいく濾過／安定化が上記パラメータで達成され得る。上述および以後のパラメータの枠内で、当業者は、具体的な適用事例で提示されるタスクに応じて標準的な実験によりセルロース繊維とビスコース繊維の最適ブレンドを決定することができる。このことは、濾過または安定化されるべきビールの酵母細胞の数に応じて濾過プロセスの最適化が達成され得ることを示している。セルロース繊維の平均繊維長が２５μｍ未満、特に２０μｍ未満かつ１６μｍ超であり、濾過助剤中の酵母細胞の数が１ミリリットル当たり５百万個未満の酵母細胞で、濾過助剤中のビスコース繊維の平均繊維長が７５μｍ未満であり、かつ、未濾過液中の酵母細胞の数が１ミリリットル当たり７百万個超の酵母細胞で、濾過助剤中のビスコース繊維の平均繊維長が１５０μｍ超である場合に、所望の濁度を得ることができる。例えば、混合物は、未濾過液中の酵母細胞の数が１ミリリットル当たり７百万個超の酵母細胞であり、１ミリリットル当たり最大で２千万個超の酵母細胞である場合に、第一に、繊維長１８μｍのセルロース繊維と繊維長２０μｍのセルロース繊維とを混合したもので作られた濾過助剤として、第二に、繊維長５０μｍのビスコース繊維と繊維長３００μｍのビスコース繊維とを混合したもの（例えば、Ｍｉｃｒｏｆｉｎｅ（登録商標）およびＧａｌａｘｙ（登録商標））で作られた濾過助剤として適切に選ぶことができる。例えば、混合物は、未濾過液中の酵母細胞の数が１ミリリットル当たり５百万個未満の酵母細胞である場合に、第一に、繊維長１８μｍのセルロース繊維と繊維長２０μｍのセルロース繊維とを混合したもので作られた濾過助剤として、第二に、繊維長５０μｍのビスコース繊維を混合したもの（例えば、Ｍｉｃｒｏｆｉｎｅ（登録商標））で作られた濾過助剤として適切に選ぶことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図３ａ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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